Trong giai đoạn ánh sáng của quá trình quang hợp, lục lạp hấp thụ ánh sáng của mặt trời. Điều này tạo ra một loạt các phản ứng hóa học, bắt đầu bằng cách chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng hóa học. Theo About.com, ba loại năng lượng được tạo ra: ATP, NADPH và oxy, tất cả đều được sử dụng trong giai đoạn tối của quá trình quang hợp. Giai đoạn ánh sáng diễn ra trong các ngăn xếp thylakoid của grana. Grana có thể nhìn thấy dưới kính hiển vi. Thylakoids chứa chất diệp lục, một sắc tố thực vật màu xanh lá cây cho phép hấp thụ ánh sáng. Các thylakoid cũng chứa các protein quan trọng cần thiết trong quá trình quang hợp. Những cấu trúc này nằm trong lớp đệm, nơi diễn ra giai đoạn tối của quá trình quang hợp.
Trong giai đoạn tối, carbon dioxide được chuyển đổi thành đường hoặc carbohydrate với sự trợ giúp của ATP và NADPH. Đến lượt mình, đường lại cung cấp năng lượng cho cây để thực hiện chức năng bình thường của nó. Quá trình này còn được gọi là chu trình Calvin, bản thân nó có ba giai đoạn: cố định, khử và tái tạo cacbon. Chu trình Calvin diễn ra trong chất đệm, một chất lỏng dày đặc bên trong lục lạp có chứa các cấu trúc khác như thylakoid và DNA lục lạp.
