Fotosyntes är en biologisk process genom vilken energi i ljuset omvandlas till kemisk energi av bindningar mellan atomer som driver processer i celler. Det är anledningen till att jordens atmosfär och hav innehåller syre. Fotosyntes förekommer idag inom en mängd ensamiga organismer såväl som i växtceller (i specialiserade organeller som kallas kloroplaster). Det finns två stadier av fotosyntes: ljusreaktionerna och de mörka reaktionerna.
Oxidation and Reduction

Jämfört med sockerarter som glukos är koldioxid (CO2) en kemisk förening med låg energi. CO2 är mycket "oxiderat" jämfört med en glukos, som är mer "reducerad". När en kemisk förening, som CO2 får elektroner, blir den mindre oxiderad och mer reducerad, och det innebär att den har mer energi som kan användas i celler. Faktum är att elektronerna är det som innehar den kemiska energin. Eftersom CO2-molekyler förändras kemiskt, sammanfogas kolatomer och bildar glukos, vilket är mer reducerat och därmed håller mer energi. Medan elektronerna som används för att framställa glukos kommer från ljusreaktionerna från fotosyntes, sker syntesen av glukos med dessa elektroner under de mörka reaktionerna.
Ljusreaktionerna

Under fotosyntesens ljusreaktioner, ljus från solen fångas upp genom en serie reaktioner som involverar den kemiska klorofyllen. Detta resulterar i syntesen av två kemiska föreningar med hög energi: ATP och NADPH, den senare vars kemiska energi hålls av elektroner som enkelt kan överföras till andra föreningar. Denna uppsättning reaktioner kräver vatten (H2O) från vilket syre frigörs under processen. ATP och NADPH används därefter för att producera glukos från CO2 i nästa fas av fotosyntesen, de mörka reaktionerna.