光合作用（Photosynthesis），即光能合成作用，是指含有叶绿体的绿色植物以及部分细菌（如
硝化细菌，但硝化细菌光合作用的过程与植物不同），在可见光的照射下，经过光反应和碳反应（亦称暗反应），利用光合色素，将
二氧化碳（或
硫化氢）和水转化为有机物（由碳、氢、氧组成的化合物。有机化合物除含
碳元素外，还可能含有氢、氧、氮、氯、磷和硫等元素。有机化合物都是含碳化合物，但是含碳化合物不一定是有机化合物），并释放出氧气（或氢气）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。（意义）光合作用是一系列复杂的代谢反应的总和，是生物界赖以生存的基础，也是地球碳-氧平衡的重要媒介。
相关化学方程式如下：
CO2+H2O→（CH2O）+O2（反应条件：光能和叶绿体）
12H2O+ 6CO2+ 阳光 → C6H12O6（
葡萄糖）+ 6O2+ 6H2O（与
叶绿素产生化学作用）
（化学反应式12H2O + 6CO2→ C6H12O6（葡萄糖） + 6O2+ 6H2O 标条件是酶和光照）
2H2O→4H++4e- + 2O2（水的光解，反应场所是叶绿体）
NADP+ + 2e- + H+→ NADPH（递氢）
ADP+Pi+能量→ATP （递能，是细胞的直接能源物质）
CO2+C5化合物→2C3化合物（二氧化碳的固定）
2C3化合物+4NADPH→C3糖（有机物的生成或称为C3的还原）
C3（一部分）→C5化合物（C3再生C5）
C3（一部分）→储能物质（如葡萄糖、
蔗糖、淀粉，有的还生成脂肪）
ATP→ADP+Pi+能量（耗能）
C3：某些3碳化合物 C5：某些5碳化合物
能量转化过程：光能→电能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能→ATP中活跃的化学能。
由方程可知：光合作用的原料是水和二氧化碳，产物则是C6H12O6（葡萄糖）、O2、蔗糖、淀粉等。