​​光合作用是植物通过光合色素捕获光能，将其转化为化学能并固定为有机物的过程，分为光反应和暗反应两大阶段，核心反应式为6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O，涉及能量转换、物质合成及环境调控。​​

光合作用的光反应阶段发生在叶绿体类囊体薄膜上，依赖叶绿素等光合色素吸收光能，通过光系统II和I驱动水的光解，生成氧气、高能电子和质子梯度。电子经传递链形成跨膜质子梯度，驱动ATP合成，同时NADP⁺被还原为NADPH，完成光能到活跃化学能（ATP和NADPH）的转化；暗反应阶段（卡尔文循环）在叶绿体基质中进行，利用光反应生成的ATP和NADPH，将CO₂经羧化、还原和再生步骤固定为甘油醛-3-磷酸（G3P），最终合成葡萄糖等有机物，储存稳定化学能。光合作用受光照强度、CO₂浓度、温度及矿质元素影响，气孔调控气体交换与水分平衡，确保反应速率与代谢需求匹配。光反应与暗反应通过ATP和NADPH形成能量耦合，推动碳同化与物质循环，构成生物圈能量流动和碳氧平衡的核心机制。