Fotosynteza jest podstawowym dla życia procesem biologicznym polegającym na syntezie (tworzenia) związków organicznych przy udziale dwutlenku węgla z powietrza, wody z solami mineralnymi z gleby i energii słonecznej. Jest to jeden ze sposobów odżywiania się organizmów żywych. Zdolność do fotosyntezy mają organizmy posiadające barwniki asymilacyjne: rośliny zielone i niektóre bakterie. Barwniki asymilacyjne pośredniczą w przemianie energii świetlnej w chemiczną. W przebiegu fotosyntezy wyróżnia się fazę jasną (pochłanianie energii świetlnej przez chlorofil, synteza ATP, fotoliza wody, redukcja NADP+) i fazę ciemną (wbudowywanie CO2 do związku organicznego). Fotosynteza to ogromna produkcja masy organicznej, stanowiącej podstawę wyżywienia ludzi i zwierząt, przy wykorzystaniu „darmowej” energii słonecznej. Oprócz glukozy (pierwotny produkt fotosyntezy), sacharozy, skrobi i innych związków organicznych (wtórne produkty fotosyntezy) w procesie fotosyntezy powstaje również tlen, który ma podstawowe znaczenie dla życia na Ziemi. Fotosynteza zachodzi w dwóch etapach – faza jasna (określana jako faza przemiany energii), w której światło jest absorbowane, a jego energia jest zamieniana na energię wiązań chemicznych, a jako produkt uboczny wydzielany jest tlen, oraz faza ciemna (określana jako faza przemiany substancji), w której energia wiązań chemicznych, związków powstałych w fazie świetlnej, jest wykorzystywana do syntezy związków organicznych. Obie fazy zachodzą jednocześnie i na świetle. Wydajność zamiany energii światła na energię wiązań chemicznychwęglowodanów wynosi 22–33%. W komórkach eukariotycznych proces fotosyntezy zachodzi w wyspecjalizowanych organellach – chloroplastach, zawierających barwniki fotosyntetyczne. U roślin organami zawierającymi komórki z chloroplastami są głównie liście, będące podstawowymi organami asymilacyjnymi. Pewne ilości chloroplastów zawierają także komórki niezdrewniałych łodyg oraz kwiatów i owoców. Ze względu na rozkład wody i wydzielanie tlenu sinice i fotosyntetyzujące eukarionty zalicza się do organizmów o oksygenicznym typie fotosyntezy, z wydzieleniem tlenu. Wśród bakterii jedynie sinice przeprowadzają fotosyntezę w sposób opisany powyżej. Pozostałe jako donorów elektronów używają związków siarki lub prostych związków organicznych. Tlen w takim przypadku nie jest wydzielany, a proces określa się jako anoksygeniczny typ fotosyntezy.
