Três componentes são essenciais para a fotossíntese, luz, H₂O e O₂. 

Ocorre em duas etapas, na primeira etapa, também chamada de fase clara, a energia luminosa estimula a fixação do carbono, onde 3 moléculas de Ribulose-15-bifosfato são convertidas em 6 moléculas de 3 fosfoglicerato, que é a primeira reação do ciclo de Calvin. 

Na membrana dos tilacoides há complexos enzimáticos, fotossistemas, que reduzem a molécula de água produzindo elétrons de alta energia e CO₂. Posteriormente estes elétrons transferem energia para a síntese do ATP e NADPH. 

Enquanto as células animais realizam respiração oxidativa para produção de ATP, nas células vegetais este processo é realizado pela fotossíntese. 

O processo de fotossíntese ocorre em presença de energia luminosa e o substrato energético é H₂O e CO₂, produzindo ATP e O₂.