光合作用（Photosynthesis）是绿色植物利用叶绿素等光合色素和某些细菌（如带紫膜的嗜盐古菌）利用其细胞本身，在可见光的照射下，将二氧化碳和水（细菌为硫化氢和水）转化为储存着能量的有机物，并释放出氧气（细菌释放氢气[1] ）的生化过程。同时也有将光能转变为有机物中化学能的能量转化过程。植物之所以被称为食物链的生产者，是因为它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量。通过食用，食物链的消费者可以吸收到植物及细菌所贮存的能量，效率为10%~20%左右。对于生物界的几乎所有生物来说，这个过程是它们赖以生存的关键。而地球上的碳氧循环，光合作用是必不可少的。
等植物中最活跃的光合作用组织是叶肉。叶肉细胞含有大量的叶绿体，叶绿体內的叶绿素则是专门用來捕捉光能的绿色色素。在光合作用中光能被用来氧化水，释放出氧气，并还原二氧化碳合成有机化合物，最主要的有机物是糖。这一系列复杂的过程主要包括了光反应与暗反应两部分。光反应主要在叶绿体中的膜体构造-类囊体进行，最终产物为高能量的化合物ATP、NADPH、O2；暗反应则是在叶绿体基质中合成糖类。
光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。因此，光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义，被称为地球上最重要的化学反应。光合作用的意义可以概括为以下几个方面：1.制造有机物。据估计，地球上的绿色植物每年大约制造四五千亿吨有机物。因此，人们把地球上的绿色植物比作庞大的“绿色工厂”。
2.转化并储存太阳能。绿色植物通过光合作用将太阳能转化成化学能，并储存在光合作用制造的有机物中。地球上几乎所有的生物，都是直接或间接利用这些能量作为生命活动的能源的。煤炭、石油、天然气等燃料中所含有的能量，归根到底都是古代的绿色植物通过光合作用储存起来的。3.使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定。
据估计，全世界所有生物通过呼吸作用消耗的氧和燃烧各种燃料所消耗的氧，平均为10
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t/s。以这样消耗氧的速度计算，大气中的氧大约只需三千年就会用完。然而，这种情况并没有发生。这是因为绿色植物广泛地分布在地球上，不断地通过光合作用吸收二氧化碳和释放氧，从而使大气中的氧和二氧化碳的含量保持相对稳定。4.对生物的进化具有重要的作用。在绿色植物出现以前，地球的大气中并没有氧。只是在距今20亿～30亿年以前，绿色植物在地球上出现并逐渐占有优势以后，地球的大气中才逐渐含有氧，从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。
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