光合作用是绿色植物、藻类利用叶绿素等光合色素，在可见光的照射下，将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧气的生化过程。某些细菌，如带紫膜的嗜盐古菌，可以利用其细胞本身，在可见光的作用下，将硫化氢和水转化为有机物，并释放氢气的生化过程，也叫光合作用。
本文不讨论某些细菌的光合作用。
人类发现光合作用的过程真的很有趣。1771年英国科学家普利斯特莱发现，将点燃的蜡烛与绿色植物同时放在密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易缺氧熄灭。移走蜡烛，将小鼠与绿色植物同时放入玻璃罩内,小鼠也不易窒息死亡。得出的结论：植物可以更新空气。1779年，荷兰人英格豪茨进一步证实，绿色植物只有在日光下才能“净化”空气。1864年，德国科学家萨克斯把绿色的叶片一半曝光，另一半遮光，过一段时间后，用碘蒸气检测叶片，由于碘遇淀粉变蓝色，发现被遮光的半边叶片没有发生颜色变化，而曝光的那半叶片则呈深蓝色。得出结论：绿色叶片在光照的情况下会产生了淀粉。1880年,德国科学家思吉尔曼用水绵进行实验。找到了叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所，且氧气是叶绿体释放出来的。20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法对光合作用进行研究。得出结论：光合作用释放的氧全部来自于水。
可见，光合作用发生范围：绿色植物，场所：叶绿体，能量来源：光能，原料：二氧化碳和水，产物：储存能量的有机物和氧气。在可见光的照射下，植物经过光反应和暗反应，将光能转化成生物质能（化学能）储存在有机物中。
叶绿体的色素是分布在基粒片层结构的薄膜上。高等植物叶绿体的色素有四种：吸收红光和蓝紫色光的叶绿素是蓝绿色的叶绿素a和黄绿色的叶绿素b；吸收蓝紫光的类胡萝卜素,包括橙黄色的胡萝卜素和黄色的叶黄素。
叶绿体中的酶主要有光反应阶段的酶和暗反应阶段的酶，前者分布在叶绿体基粒片层膜上，后者分布在叶绿体的基质中。
有了以上知识点，我们就可以进一步了解光合作用的原理。
光反应：
1、水的光解:2H2O→4[H] O2(为暗反应提供氢)
2、ATP的形成:ADP Pi 光能—→ATP(为暗反应提供能量)
暗反应：
1、CO2的固定:CO2 C5→2C3
2、C3化合物的还原:2C3 [H] ATP→(CH2O) C5
总结：二氧化碳 水 →有机物（储存着能量） 氧气。6CO2 12H2O=C6H12O6 6O2 6H2O
由于光反应阶段的酶和暗反应阶段的酶处于叶绿体的不同位置，光反应在叶绿体基粒片层膜上，暗反应在叶绿体的基质中。光反应需要光、叶绿素等色素、酶，暗反应则需要许多有关的酶。光反应发生水的光解和ATP的形成，暗反应发生CO2的固定和C3化合物的还原。在光反应中，ATP储存有活跃的化学能，在暗反应中ATP中活跃的化学能变为CH2O中稳定的化学能。光反应产物[H]是暗反应中CO2的还原剂，ATP为暗反应的进行提供了能量，暗反应产生的ADP和Pi为光反应形成ATP提供了原料。
