A fotossíntese é um processo biológico pelo qual a energia contida na luz é convertida em energia química de ligações entre átomos que processam as células. É a razão pela qual a atmosfera e os mares da Terra contêm oxigênio. Hoje, a fotossíntese ocorre em uma variedade de organismos unicelulares, bem como em células vegetais (em organelas especializadas chamadas cloroplastos). Existem dois estágios da fotossíntese: as reações da luz e as do escuro.
Oxidação e redução

Comparado a açúcares como a glicose, o dióxido de carbono (CO2) é um composto químico de baixa energia. O CO2 é altamente "oxidado" em comparação com a glicose, que é mais "reduzida". Quando um composto químico, como o CO2 ganha elétrons, torna-se menos oxidado e mais reduzido, e isso significa que retém mais energia que pode ser usada nas células. De fato, os elétrons são o que retém a energia química. Assim, à medida que as moléculas de CO2 são alteradas quimicamente, os átomos de carbono são unidos, formando glicose, que é mais reduzida e, portanto, retém mais energia. Enquanto os elétrons usados para produzir glicose provêm das reações de luz da fotossíntese, a síntese de glicose, usando esses elétrons, ocorre durante as reações escuras.
As reações da luz

Durante as reações da luz da fotossíntese, a luz do sol é capturada através de uma série de reações envolvendo a clorofila química. Isso resulta na síntese de dois compostos químicos de alta energia: ATP e NADPH, este último cuja energia química é mantida por elétrons que podem ser transferidos facilmente para outros compostos. Esse conjunto de reações requer água (H2O) da qual o oxigênio é liberado durante o processo. ATP e NADPH são usados posteriormente para produzir glicose a partir de CO2 na próxima fase da fotossíntese, as reações escuras.