光合作用把光能转化为可利用的化学能（碳固定的初始步骤由特定羧化酶催化）

碳固定的初始步骤由特定羧化酶催化。暗反应名称不意味着这些过程只能夜间发生。碳同化通常依赖光反应提供的能量产物。光呼吸与羧化酶结合氧气的副反应有关。高温和低二氧化碳条件可能增强光呼吸。四碳植物通过空间分工浓缩二氧化碳。景天酸代谢植物通过时间分工降低失水。仙人掌等植物常具有特殊的碳同化策略。

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。

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。

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。