Mối quan hệ giữa quang hợp và hô hấp tế bào là sản phẩm của một quá trình là chất phản ứng của quá trình kia. Quang hợp là quá trình theo đó carbon dioxide và nước phản ứng, sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời, để tạo ra glucose và oxy. Trong quá trình hô hấp tế bào, glucose kết hợp với oxy để tạo ra carbon dioxide.
Hai chu kỳ này phụ thuộc vào nhau để toàn bộ chu kỳ diễn ra, điều này đảm bảo rằng sự sống tiếp tục tồn tại. Quang hợp cung cấp oxy cho tất cả các cơ thể sống và cho quá trình hô hấp tế bào. Hô hấp tế bào cần oxy để tạo ra adenosine triphosphate, hay ATP, là một phân tử năng lượng cao. Nó cũng thải carbon dioxide vào khí quyển, được thực vật và vi khuẩn sử dụng để xử lý carbon dioxide trở lại thành oxy.
Quang hợp được thực vật và các sinh vật khác sử dụng để chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng hóa học. Năng lượng hóa học này được lưu trữ dưới dạng glucose, được sử dụng để cung cấp năng lượng cho sinh vật. Năng lượng dự trữ trong thực vật này được thu hoạch thông qua quá trình hô hấp tế bào để tạo thành ATP, cung cấp năng lượng cần thiết cho nhiều quá trình sinh học, chẳng hạn như co cơ và tổng hợp phân tử.
Vòng đời của quá trình quang hợp và hô hấp tế bào duy trì sự sống trên trái đất. Cả hai đều bắt buộc phải tồn tại trong sự cộng sinh. Quá trình hô hấp tế bào không thể xảy ra nếu không có quá trình quang hợp và ngược lại.
