Metabolismo
La fotosíntesis es la síntesis de glucosa a partir de energía solar, dióxido de carbono () y agua (), con oxígeno como producto de desecho. Ese proceso utiliza el y el producido por los centros de reacción fotosintéticos para convertir el en 3-fosfoglicerato, que puede ser convertido en glucosa. Esa reacción de fijación del es llevada a cabo por la enzima RuBisCO (ribulosa 1, 5 bifosfato carboxilasa-oxigenasa) como parte del ciclo de Calvin. Se dan tres tipos de fotosíntesis en las plantas: fijación del carbono C3, fijación del carbono C4 y fotosíntesis  (siglas de la expresión inglesa "Crassulacean acidic metabolism"). Esos tipos difieren en la vía que sigue el en el ciclo de Calvin, con plantas C3 que fijan el directamente mientras que las fotosíntesis C4 y incorporan el primero en otros compuestos como adaptaciones para soportar la luz solar intensa y las condiciones secas.
Fotosíntesis artificial
Aunque ya existen catalizadores capaces de convertir CO en monóxido de carbono (CO), su problema es que actualmente son muy ineficientes. Para el diseño de nuevos catalizadores, los científicos buscan inspiración en la coenzima NADP+/NADPH, la cual se puede ver como un “brazo robótico” que recoge un protón y dos electrones del agua durante las reacciones luminosas y los utiliza posteriormente durante el ciclo C3 para producir carbohidratos. Lo que hace a esta molécula tan particular es que durante la fotosíntesis es reciclable, de forma que la misma molécula se puede utilizar varias veces, una característica que aún no se ha podido replicar en el laboratorio.