真核生物的光合作用发生在叶绿体中，其分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段将光能活跃的化学能，暗反应阶段发生在叶绿体基质，是将活跃的化学能转化为稳定的化学能，存储在有机物内。
故此，叶绿体内存储了大量的有机物，其次，细胞质基质、液泡内也有很多。
光合作用，即光能合成作用，是植物、藻类和某些细菌，利用其细胞本身在可见光的照射下，经过光反应和暗反应，利用光合色素，将二氧化碳和水转化为有机物，并释放出氧的生化过程。
光合作用是一系列复杂的代谢反应的总和，是生物界赖以生存的基础，也是地球碳氧循环的重要媒介。
植物之所以被称为食物链的生产者，是因为它们能够通过光合作用利用无机物生产有机物并且贮存能量。
叶绿体在阳光的作用下，把从气孔进入叶子内部的二氧化碳和由根部吸收的水转变成葡萄糖，同时释放出氧气：12倍水，加6倍二氧化碳，加阳光，与叶绿素产生化学作用，生成葡萄糖和6倍氧气与6倍水。
注意：上式中，等号两边的水不能抵消的原因是左边的水是植物吸收所得，而且用于制造氧气和提供电子和氢离子；而右边水分子的氧原子则是来自二氧化碳。
为了更加清楚地表达这一原料产物的起始过程，人们习惯于在等号左右两边都写上水分子，或者在右边的水分子的右上角打上星号。
植物的光合作用可分为光反应和暗反应两个步骤：光反应：12倍水，加上阳光，生成12倍氢气和6倍氧气；暗反应：来自光反应的12倍氢气，加上6倍二氧化碳，生成葡萄糖和6倍水。