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
La "fase luminosa", como su nombre lo indica, ocurre en presencia de luz solar. Durante esta fase las plantas convierten la energía luminosa – en forma de fotones – en energía química en forma de dos moléculas transportadoras: ATP y NADPH. La energía necesaria para estas reacciones es absorbida por moléculas de pigmento (tales como la clorofila, los carotenos y las ficocianinas) que junto con moléculas transportadoras de electrones forman complejos proteínicos muy especializados denominados "fotosistemas", los cuales son alimentados con electrones provenientes de moléculas de agua que son descompuestas en moléculas de hidrógeno y oxígeno.