类囊体膜承载光反应的关键蛋白复合体（光系统通过色素与蛋白组织捕获光能）

光系统通过色素与蛋白组织捕获光能。反应中心把激发能转化为电荷分离。水在放氧光合作用中提供相关电子来源。光合作用释放的氧主要来自水分子。电子传递建立跨类囊体膜的质子梯度。光合磷酸化利用光驱动过程合成能量载体。还原型辅酶为碳同化提供还原能力。卡尔文循环在叶绿体基质中同化二氧化碳。

植物呼吸在白天和夜间都可以进行。植物总生长取决于碳收入与碳支出的平衡。化能合成利用无机物氧化提供的能量固碳。部分深海生态系统不以当地太阳光为直接基础。不放氧光合作用使用不同电子供体和系统。光合作用的演化深刻改变了地球大气组成。大氧化事件与古代生物放氧活动有关。海洋浮游植物贡献了重要的全球初级生产。初级生产力受到光照与营养盐供应共同限制。

不同光合类型适应不同水热环境条件。光补偿点对应光合吸碳与呼吸放碳相平衡。光饱和后继续增加光照未必显著增加光合速率。过强光照可能损伤光合系统的部分组分。非光化学淬灭帮助释放多余吸收光能。气孔开放影响二氧化碳进入与水分散失。气孔调节连接碳获取与水分保存需求。叶片厚度与内部结构影响光的利用方式。