​​植物光合作用的能量转换过程可分为光反应和暗反应两大阶段，通过光能转化为电能，最终生成糖类等有机物储存稳定化学能，同时释放氧气。​​

植物光合作用的光反应发生在叶绿体的类囊体膜上，依赖色素、光和酶的参与。光反应第一步是​​光能吸收与电子传递​​，叶绿素吸收光能后激发电子，通过光合系统I和II传递电子，水分解产生氧气并释放电子，同时形成质子梯度；第二步是​​电能转化为活跃化学能​​，电子传递驱动质子泵作用形成跨膜质子梯度，推动ATP合成，同时NADP+被还原为NADPH。此阶段将光能转化为ATP和NADPH中活跃的化学能。

暗反应（碳反应）则在叶绿体基质中进行，分为C3、C4和CAM三种途径。C3植物通过卡尔文循环固定CO2生成3-磷酸甘油酸（C3），消耗ATP和NADPH将其还原为糖类，同时再生C5循环物。该反应受光照间接影响，温度和CO2浓度显著调节反应速率。C4和CAM途径通过不同机制提高CO2浓度，增强光合效率：C4植物利用PEP羧化酶高效固定CO2并运输至维管束鞘细胞；CAM植物夜间储存CO2以减少水分流失，白昼再利用储存的CO2进行光合。

光照强度影响光反应速率，光补偿点是光合与呼吸作用平衡点，仅光强度高于此点才能积累有机物；光质中红光和蓝光更高效。温度通过影响酶活性调节碳反应效率，极端温度（>35℃或<10℃）抑制光合。水分不足导致气孔关闭，间接阻碍CO2进入，降低光合速率。矿质元素（如氮、磷、钾）参与酶合成与光能转化，缺素会减弱整体效率。

植物光合作用的能量转换效率受多因素调控，理解其机制对农业增产和碳中和策略具有重要意义。