光合作用把光能转化为可利用的化学能：水在放氧光合作用中提供相关电子来源

光合作用把光能转化为可利用的化学能。植物叶绿体是进行光合作用的重要场所。蓝细菌能够进行放氧型光合作用。光合色素吸收特定波段的入射光。叶绿素对不同颜色光具有不同吸收程度。叶片呈绿色与反射透过较多绿光有关。植物并非完全不能利用绿色波段光。类囊体膜承载光反应的关键蛋白复合体。

冠层不同位置叶片可以具有不同光适应特征。阴生叶与阳生叶常在结构和功能上不同。叶绿体运动能够调整细胞对光的利用程度。光合效率受到温度营养与水分条件影响。缺氮可能限制光合蛋白与色素的形成。干旱能通过气孔和代谢两方面限制光合。光合作用产物可转为蔗糖运往其他部位。淀粉可以在叶绿体中暂时储存光合碳。

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。