Fotosintēze kā ķīmiska parādība irir process, kura laikā organisko savienojumu veidošanās rodas ūdens un oglekļa dioksīda mijiedarbības laikā. Neaizstājams nosacījums ir process, ņemot vērā fotosintētisko vielu tiešu līdzdalību. Attiecībā uz augu pasauli šādas vielas ir hlorofils, bet baktērijas - bakteriohlorofils.
Šī reakcija ir daudzpakāpju raksturs un nēsākvantu raksturs. Multistep izpaužas kā fakts, ka fotosintēzes laikā saņemtie kvantu gaismas enerģija tiek uztverti, pārveidoti un izmantoti secīgi. Viens no šiem transformācijas procesiem ir oglekļa dioksīda pārveide par organisko vielu. Un procesu, kurā parādās enerģētiski piesātinātās molekulas un ATP savienojumi, sauc par fotosintēzes gaismas fāzi. Galvenais šīs fāzes plūsmas nosacījums un faktors ir gaismas enerģijas klātbūtne. Mehānismu, kas nodrošina šādu transformāciju kā fotosintēzes gaismas fāzi, shēmā var attēlot šādi. Hlorofils, kas atrodas augu hloroplastu membrānās, absorbē saules enerģijas gaismas plūsmas. Tad šī enerģija palīdz kombinēt fosforskābes elementus ar ATP un ADP molekulu elementiem. Tomēr arī gaismas enerģijas darbs nebeidzas. Papildus tam, ka ietekmē molekulu saplūšanas procesu, šī enerģija ļauj veikt ūdens elementu sadalīšanu. Šeit fotosintēzes gaismas fāze notiek kā reakcija 2H20 = 4H + + 4e- + O2. Kā redzat, šīs reakcijas rezultātā attīstās skābeklis, kas tad brīvajā veidā vienkārši nonāk dabiskajā vidē.
Nākamais posms, kura laikāfotosintēzes gaismas fāze ir hlorofila molekulu aktivācija. Šī procesa laikā gaismas kvantu ietekmē hlorofila molekulas elektrons molekulas struktūrā pārvietojas uz augstāku elektronisko līmeni. Hloroplastu olbaltumvielu elementi darbojas kā šī elektrona katalizatori un nesēji. Caur noteiktu šo nesošo olbaltumvielu secību hlorofila molekulas elektrons ir spiests zaudēt enerģiju, un tas tiek iztērēts redoksprocesa uzturēšanai ATP molekulās.
Šādā veidā zaudēja viņu enerģiju un elementus(elektroni), hlorofila molekulas tiek samazinātas, pateicoties elektronu pievienošanai, kas parādījās jau iepriekš minētās ūdens molekulas sadalīšanas reakcijas rezultātā. Iegūtais ūdeņradis šīs šķelšanās procesā tiek sintezēts ar citu vielu, kas varēs spēlēt tā transportētāja lomu hloroplastā.
Augi dabiski pastāv apstākļostumsa, tas ir, kad gaismas enerģijas plūsmas nav. Tāpēc notiek arī fotosintēzes tumšā stadija, kas tiek veikta telpā starp membrānu un hloroplasta tilakoīdiem. Šajā fāzē gaismas enerģija nav nepieciešama, un pati reakcija sastāv no oglekļa dioksīda molekulu secīgas pārveidošanas procesiem, kas nonāk atmosfēras gaisā. Šādu pārveidojumu rezultāts ir glikozes molekulu, pirmkārt, un citu organisko savienojumu veidošanās. Šie savienojumi ir aminoskābes, nukleotīdi un labi zināms glicerīns.
Papildus sadalījumam fotosintēzes fāzēs zinātnētiek apsvērta šī dabiskā procesa klasifikācija pēc veidiem. Galvenie no tiem ir C3-fotosintēze un C4-fotosintēze, kurās attiecīgi veidojas trīs un četru oglekļa savienojumi.
