即人们熟知的植物将二氧化碳、水转化为氧气和碳水化合物。其过程包括： ①水的光解：2H2O→4[H]+O2(在光和叶绿体中的色素的催化下）；
②ATP的合成：ADP+Pi+能量→ATP（在光、酶和叶绿体中的色素的催化下）。
CO2+H2O=(CH2O)+O2
这个光反应的发生需要光照、光合色素、光反应酶的参与，其发生场所在叶绿体的类囊体薄膜上。
叶绿素主要吸收的光谱区有两个，一个是波长640~660nm的红光部分，另一个是波长430~450nm的蓝光部分.另外叶黄素和胡萝卜素的吸收光谱区为波长400~500nm的蓝光部分，叶黄素和胡萝卜素吸收蓝光后把能量转给叶绿素进行光合作用。因此光合作用能够利用的主要光谱区是波长640-660nm的红光部分和波长400~500nm的蓝光部分。
紫外线对光合作用没有什么影响，但是能够抑制植物徒长。
吸收率最低的为绿光。
在许多藻类中除叶绿素a、b外，还有叶绿素c、d和藻胆素，如藻红素和藻蓝素；在光合细菌中是细菌叶绿素等。特别是藻红素和藻蓝素的吸收光谱与叶绿素的相差很大，这对于在海洋里生活的藻类适应不同的光质条件，有生态意义。
附：
光合作用与农业的关系同样密切，水稻与小麦的高产品种的光合作用效率可以达到1%至1.5%，而甘蔗或者玉米的效率则可达到5%或者更高。目前全球每年通过光合作用能够固定2200亿吨生物质，相当于世界上所有能耗的10倍。
