Ánh sáng cần thiết cho quá trình quang hợp vì thực vật cần năng lượng để tạo ra glucose, chúng dự trữ để sử dụng sau này làm nguồn năng lượng cho tế bào. Thực vật và một số sinh vật quang hợp khác sử dụng năng lượng ánh sáng để thay đổi nước, carbon dioxide và khoáng chất thành oxy và các hợp chất hữu cơ chứa nhiều năng lượng.
Ánh sáng đóng một vai trò quan trọng trong giai đoạn ánh sáng của quá trình quang hợp, trong đó thực vật hấp thụ năng lượng ánh sáng và kích hoạt chuyển điện tử. Điều này xảy ra trong màng thylakoid của thực vật, trong đó năng lượng ánh sáng được chuyển thành năng lượng hóa học. Chất diệp lục, beta-carotene và các sắc tố khác nhóm lại với nhau trong màng và hấp thụ các màu sắc khác nhau của ánh sáng. Chúng gửi năng lượng ánh sáng đến phân tử diệp lục chính gọi là vòng porphyrin.
Quá trình quang hợp xảy ra trong lục lạp trong lá cây và sử dụng sắc tố xanh lục được gọi là diệp lục. Thực vật hút và thải khí ra ngoài qua lỗ khí, là lỗ hở ở biểu bì dưới. Chất diệp lục chủ yếu hấp thụ ánh sáng đỏ và xanh lam, tạo cho nó màu xanh lục. Quá trình lấy đi các electron từ một phân tử được gọi là quá trình oxy hóa, trong khi quá trình một phân tử nhận electron được gọi là quá trình khử. Thực vật sử dụng năng lượng ánh sáng để thúc đẩy quá trình oxy hóa nước bằng cách tạo ra khí oxy, các ion hydro và electron.
