绿色植物利用太阳的光能，同化二氧化碳和水制造有机物质并释放氧气的过程，称为光合作用。光合作用所产生的有机物主要是碳水化合物，并释放出能量。
光合作用能量转换
绿色植物通过光合作用，将光能转化为化学能，贮存在植物体中。能量转化
光反应:叶绿素把光能先转化为电能再转化为活跃的化学能并储存在ATP中
碳反应（暗反应）:ATP中活跃的化学能转化变为糖类等有机物中稳定的化学能
植物在同化无机碳化物的把太阳能转变为化学能，储存在所形成的有机化合物中。每年光合作用所同化的太阳能约为3x10^2J，约为人能所需能量的10倍。有机物中所存储的化学能，除了供植物本身和全部异养生物之用外，更重要的是可供人类营养和活动的能量来源。
光合作用的光抑制：
光照不足会成为光合作用的限制因素，光能过剩也会对光合作用产生不利影响。当光合机构接受的光能否超过所能利用的量时，会引起光合速率降低的现象。
光合作用的发展
17世纪荷兰科学家Van Helmont进行柳树盆栽试验。证明柳树生长所需的主要物质不是来自土壤，而是来自水。
1771年英国牧师、化学家J.Priestley进行密闭钟罩试验，有植物存在蜡烛不熄灭，老鼠不会窒息死亡。1776年提出植物可以“净化”空气。1771年被称为光合作用发现年。
1782年瑞士人Jean Snebier用化学方法发现：CO2是光合作用必需物质，光合作用是光合作用产物。
1804年瑞士人N.T.De Saussure做定量实验证实植物所产生的有机物和所放出的 总量比消耗的 多，证明还有水参与反应。
1864年J.V.Sachs发现照光叶片遇碘会变蓝，证明光合作用形成碳水化合物（淀粉）。
19世纪末，证明光合作用原料是空气中的CO2和土壤中的H2O,能源是太阳辐射能，产物是糖和O2。
2018年6月，美国《科学》杂志刊登的一项新研究说，蓝藻可利用近红外光进行光合作用，其机制与之前了解的光合作用不同。这一发现有望为寻找外星生命和改良作物带来新思路。新研究发现，上述蓝藻在有可见光的情况下，会正常利用“叶绿素－a”进行光合作用，但如果处在阴暗环境中，缺少可见光时，就会转为利用“叶绿素－f”，使用近红外光进行光合作用。
