綠色植物如何通過葉綠體利用光能，把二氧化碳和水轉變成儲存能量的有機物（主要是淀粉），同時釋放氧氣的過程，被稱作光合作用。光合作用包括光反應和暗反應兩個主要階段，涉及光能的吸收、電子傳遞、光合磷酸化、碳同化等關鍵步驟，它在自然界中負責將太陽能轉換為化學能，并維持大氣中的碳-氧平衡，這對生態系統的穩定運行至關重要。在光合作用過程中，太陽能被轉化為化學能，儲存在植物制造的有機化合物中。植物在吸收無機碳化物的同時，完成了太陽能到化學能的轉換。這一過程中儲存的化學能，不僅滿足了植物自身以及所有異養生物的需求，還為人類提供了營養和活動的能量來源，可以說，光合作用是當今世界能源供應的主要來源。通過光合作用，植物每年能夠合成大量的有機物，這些有機物不僅構成了植物體本身，也為人類和其他生物提供了食物和各種生活用品。如果沒有光合作用，大氣中的氧氣含量將無法維持在適合生物生存的水平，同時，沒有光合作用的生物循環，人類和地球上的其他生物將無法生存和發展。光合作用對維持大氣中的氧氣含量起著關鍵作用，它通過釋放氧氣，為地球上的生物提供了呼吸所需的氧氣。同時，光合作用還參與了大氣中臭氧層的形成，這一層能夠吸收太陽光中對人體有害的紫外線。盡管植物的光合作用可以清除大氣中大量的二氧化碳，但由于城市化和工業化的影響，大氣中二氧化碳的濃度仍在增加。