光合作用是一種在可見光的照射下，利用光能將二氧化碳和水（或硫化氫）轉化爲有機物並釋放氧氣（或氫氣）的生化過程。
這個過程主要發生在綠色植物、藻類以及某些細菌中，這些生物擁有葉綠素等光合色素，能夠吸收光能並利用這些能量將無機物轉化爲有機物。光合作用不僅爲這些自養生物提供了生長髮育所需的能量和物質，而且對於全球碳氧平衡和生態系統的運行至關重要。
光合作用可以分爲兩個主要階段：光反應和暗反應（碳反應）。光反應階段主要在葉綠體的類囊體上進行，涉及光的吸收、電子傳遞和光合磷酸化，爲後續的碳反應階段提供能量和還原劑。碳反應階段則在葉綠體的基質中進行，包括碳同化過程，即將二氧化碳轉化爲有機物。