Quang hợp xảy ra ở thực vật và ở một số loài tảo. Quá trình này diễn ra trong lục lạp, chủ yếu ở lá cây. Khí cacbonic xâm nhập vào lá qua các lỗ khí bằng cách khuếch tán, và nước được vận chuyển đến các lá trong xylem. Năng lượng thu được thông qua phản ứng ánh sáng được lưu trữ bằng cách tạo thành adenosine triphosphate, hoặc ATP, một hợp chất hóa học được sử dụng để dự trữ năng lượng. Quá trình này được gọi là "phản ứng tối" và diễn ra trong chất nền. Trong chu trình Calvin, carbon dioxide và năng lượng từ ATP được sử dụng để tạo đường. Ôxy thoát ra khỏi lá qua khí khổng bằng cách khuếch tán, trong khi cây sử dụng lại nước hoặc nước thoát ra qua khí khổng dưới dạng hơi nước. Cây có thể kết hợp các phân tử glucose để tạo thành cellulose.
Trong thời tiết khô nóng, thực vật luôn đóng các lỗ thông hơi để giảm lượng nước bốc hơi. Điều này dẫn đến lượng carbon dioxide trong lá của chúng thấp hơn, vì vậy cây phải ngừng quá trình quang hợp. Hầu hết quá trình quang hợp xảy ra trong các đại dương trên Trái đất, do các sinh vật như tảo và tảo cát thực hiện.
