Tahap fotokimia fotosintesis terjadi dengan adanya sinar matahari.

Fotosintesis sebagai proses kimia terjadi dalam dua tahap yang berbeda: tahap terang atau terang dan tahap gelap, disebut demikian karena hanya tahap pertama yang terlibat langsung dengan adanya sinar matahari (yang tidak berarti bahwa tahap kedua harus terjadi dalam gelap).

Tahap cahaya atau fotokimia. Selama fase ini, reaksi bioluminal terjadi di dalam tanaman, yaitu tanaman menangkap energi matahari melalui klorofil dan menggunakannya untuk menghasilkan ATP dan NADPH. Semuanya dimulai ketika molekul klorofil bersentuhan dengan radiasi matahari dan elektron di kulit terluarnya tereksitasi, memicu rantai transpor elektron (mirip dengan listrik), yang digunakan untuk sintesis ATP (adenosin trifosfat). nikotin adenin dinukleotida fosfat). Pemecahan molekul air dalam proses yang disebut fotolisis memungkinkan molekul klorofil untuk mendapatkan kembali elektron yang hilang saat tereksitasi (eksitasi beberapa molekul klorofil diperlukan untuk melakukan fase cahaya). Sebagai hasil dari fotolisis air, sebuah molekul oksigen dihasilkan, yang dilepaskan ke atmosfer sebagai limbah dari fase fotosintesis ini.

Tahap gelap atau sintetis. Selama fase ini, yang berlangsung dalam matriks atau stoma kloroplas, tanaman menggunakan karbon dioksida dan memanfaatkan molekul yang dihasilkan selama tahap sebelumnya (energi kimia) untuk mensintesis zat organik melalui rangkaian reaksi kimia yang sangat kompleks yang diketahui. seperti Siklus Calvin-Benson. Selama siklus ini, dan melalui intervensi enzim yang berbeda, ATP dan NADPH yang terbentuk sebelumnya digunakan untuk memproduksi glukosa dari karbon dioksida yang diambil tanaman dari atmosfer. Penggabungan karbon dioksida ke dalam senyawa organik dikenal sebagai fiksasi karbon.