Bitkilerin fotosentez yapması, yeşil bitkilerin güneş ışığını kimyasal enerjiye dönüştürerek karbondioksit ve suyu, kompleks olmayan organik bileşikler ve inorganik bileşikler olan glikoz ve oksijene dönüştürmesi sürecidir. Bu süreç, bitkilerin çevresindeki selüloz ve hücrelerde bulunan kloroplast organellerinde gerçekleşir. Fotosentez, bitkilerin yeşil yapraklı bölümlerinde bulunan bitki hücrelerinin kloroplastlarının klorofil yapısında meydana gelir. Genel olarak, yeşil yapraklı herhangi bir ağaç veya bitki fotosentez yapar.

Fotosentez süreci şu kimyasal denklemle ifade edilir:

xCO₂ + 2xH₂O + ışık enerjisi → (CH₂O)_x + xO₂ + xH₂O. Ancak, bu süreç basit değildir ve birçok aşamadan oluşur.

Fotosentez, iki ana evrede incelenir: ışık evresi ve karanlık evre.

Granalar, klorofilce zengin ve yeşil renkli taneciklerdir. Klorofil molekülleri, güneş ışığını emer ve hareketlenirler. Bu süreçte elektron kaybederek elektron alıcısı haline geçerler. Klorofiller, emdikleri enerjiyi diğer moleküllere ileterek katalizör görevi görürler. Oluşan kimyasal enerji, suyun parçalanması ile serbest oksijen ortaya çıkarır. Suyun parçalanması sonucu oluşan hidrojen iyonları, hidrojeni taşıyan koenzim olan NADP tarafından tutulur. Bu süreç sonunda NADPH₂ molekülü oluşur. Klorofillerden ayrılan elektronlar, elektron taşıma zinciri ile ayrılır ve oluşan enerji NADPH₂ molekülünde depolanır.

Karanlık evrede ışığa gerek yoktur. Bu süreç stromalarda gerçekleşir. Karbondioksitin hidrojenle birleşmesi sonucu organik besinler meydana gelir. Karbondioksit, ribüloz bifosfat ile birleşerek bir dizi sentez sonucunda glikoz oluşur.

Fotosentez yapan bakterilere fotosentetik bakteriler denir. Bu organizmalar, fotosentez pigmentlerini kullanarak ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürürler. Bu pigmentler, klorofile benzeyen ve bakteriyoklorofil olarak adlandırılan yapılar içerir.

Fotosentezin verimliliği, ışık ve karbondioksit oranlarına bağlı olarak değişir. Işık şiddeti ve farklı dalga boylarındaki ışıkların etkisi de fotosentezi etkiler. Klorofil, çeşitli dalga boylarındaki ışıkları eşit miktarda ememez. Örneğin, klorofil en az yeşil ışığı emer ve en fazla kırmızı ve mor ışığı emerek en yüksek enerjiye ulaşır. Bu nedenle, fotosentez reaksiyonu kırmızı ve mor ışıkta daha fazla gerçekleşir. Fotosentezin hızını etkileyen bir diğer faktör ise ortam sıcaklığıdır. Sıcaklık arttıkça fotosentez hızlanır ve 40°C'de en yüksek seviyeye ulaşır. Ancak, 50°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda fotosentez hızı yavaşlamaya başlar ve sonunda durur. Ortam sıcaklığının fotosentez hızını etkilemesinin nedeni, yüksek sıcaklıklarda fotosentezde görev alan enzimlerin çalışamaz hale gelmesidir.

Bitkilerin fotosentez yapması, birçok farklı tepkimenin karmaşık bir şekilde birbirini takip etmesidir.