Die Fotosynthese ist die Grundlage fast allen Lebens - einige "ursprüngliche" Formen des Stoffwechsels existieren allerdings auch, so dass nicht sämtliche Lebensprozesse von der Photosynthese abhängen; jedoch fallen die selbst in der Summe kaum auf. Die Photosynthese sorgt dafür, dass Kohlendioxid unter dem Einfluss von Licht und Wasser in Zucker umgewandelt wird - energiereiche Stoffe, deren Abbau den tierischen Organismen und den Pilzen wiederum die notwendige Energie zuführt. Photosynthese wird von grünen Pflanzen in den Chloroplasten betrieben. Die Summenformel der Photosynthese ist 6 CO2 + 12 H2O + Lichtenergie => C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O; Sauerstoff wird also quasi als "Abfallprodukt" freigesetzt. Die frühe Atmosphäre der Erde enthielt es auch nur in Spuren, es waren die Photosynthese-treibenden Organismen, die die Umwälzung bewirkten. Zunächst wird das Licht in der darum so genannten Lichtreaktion durch "Lichtfallen" eingefangen. Dabei wird Wasser gespalten und Elektronen werden auf eine energetisch höherwertige Bahn gebracht. Es entsteht ATP, das für die Dunkelreaktion (findet auch meist im Licht statt, ist aber nicht von diesem abhängig) benötigt wird. In einem aufwändigen Zyklus werden hier kleine Kohlenstoff-Ketten in die längeren Zuckerketten umgewandelt, wobei das entstehende ATP wieder verbraucht wird. Schritt für Schritt landet damit ein C-Atom des Kohlendioxids im entstehenden Zucker. Der Sauerstoff, den wir atmen, wird in der Lichtreaktion als "Abfallprodukt" der Wasserspaltung freigesetzt.