Fotosentez, yeşil yapraklı bitkilerin ışık enerjisinden yararlanarak organik besin yapmasını sağlayan kimyasal bir süreçtir. Klorofil içeren tüm yeşil yapraklı bitkiler fotosentez yapabilir. Bitkilerin yapraklarında gerçekleşen fotosentez sonucunda glikoz, su ve oksijen ortaya çıkar.

Bitkiler, hayvanların tersine besin aramaya gerek duymazlar ve besinlerini kendileri üretirler. Fotosentez, bitkilerin besin yapımı işlemindeki en önemli evredir. Bitkisel organizmalar içinde besin üretebilenler kemosentez yapanlardır, ancak oluşturdukları besin miktarı oldukça azdır. Dünya besin zinciri incelendiğinde, en altta bitkilerin olduğu görülür. Zincirin diğer halkalarında ise ot yiyiciler, onların üstünde et yiyiciler ve en üstte bizlerin hem ot hem de et yiyiciler yer alır. Tüm bu olayların sonucu doğadaki bitkilerin ve onların yaptıkları fotosentezin ne kadar önemli olduğu ispatlanmıştır.

Işık ve karbondioksit oranları aynı anda artarsa fotosentez hızı da artar. Işık oranlarının artmasının yanında, değişik dalga boylarındaki ışıkların da fotosenteze etkisi farklıdır. Çünkü klorofil tüm renkleri aynı oranda absorbe etmez. Örneğin, klorofil büyük oranda yeşil ışığı yansıttığından en az yeşil ışığı emer. Bu yüzden klorofil taşıyan bitki dokularının yeşil görünmesinin nedeni budur. Klorofil, en fazla kırmızı ve mor renk ışıkları emdiği için en fazla enerjiyi bu dalga boylarından alır. Bunun sonucu olarak da fotosentez en fazla kırmızı ve mor ışıklarda gerçekleşir.

Fotosentezin hızını etkileyen bir başka faktör de ortamın ısısıdır. Isı arttıkça fotosentez hızı da artar. Fotosentez en fazla 40 derece civarında gerçekleşir. 50 dereceden yüksek ısılarda ise fotosentez hızı giderek düşmeye başlar. Yüksek ısı, enzimlerin etkinliğini bozup işlevlerini yapmasını engellediği için fotosentez bir noktadan sonra durur. Aynı zamanda geniş yapraklı ve bol gözenekli bitkilerde fotosentez olayı daha fazla gerçekleşir.

Fotosentez sayesinde havanın oksijen ve su dengesi korunmaktadır. Buna bağlı olarak fotosentezde iki önemli olay yaşanır. Bunlardan birincisi, aydınlık evrede gerçekleşen ışık enerjisinin kimyasal enerjiye dönüşmesidir. İkinci olay ise karanlık evrede gerçekleşen karbondioksitin organik bileşiklere dönüşmesidir. Fotosentez iki evrede incelenir.

Işık Evresi: Fotosentez ışık varlığında gerçekleşir. Klorofil molekülleri yeşil renkte taneciklerdir. Güneşten gelen ışığı emer ve hareketlenir. Elektron kaybederek elektron alıcı konumuna geçerler. Klorofil, emdiği enerjiyi diğer moleküllere iletmeye başlar ve böylece katalizör olur. Oluşan bu kimyasal enerji su ile parçalanır ve oksijen ortaya çıkar. Suyun parçalanması ile ortaya çıkan hidrojen iyonları, hidrojen taşıyıcı NADP tarafından tutulur. Hidrojenin tutulmasıyla NADPH2 molekülü oluşur. Klorofilden ayrılan elektronlar, ortaya çıkan enerji ile NADPH2 moleküllerinde depolanır.

Karanlık Evre: Bu evrede ışığın direkt olarak kullanılmasına ihtiyaç olmadığı için karanlık evre adını almıştır. Fotosentez, protein yapısında bulunan stromalarda sonuçlanır. Karbondioksidin hidrojen ile birleşmesi organik besinleri oluşturur. Birçok sentezleme olayı sonrası glikoz ortaya çıkar. Aydınlık evrede sentezlenen NADPH2'ler ve oksijenin bir kısmı karanlık evrede tüketilir. Bu evrede aynı zamanda ışık enerjisi kimyasal enerjiye dönüştürülür.