Fotosintesis pada tumbuhan hijau terdiri atas serangkaian reaksi biokimia yang dapat dibagi atas dua tahap yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Reaksi terang disebut juga reaksi fotokimia, reaksi fotolisis atau reaksi Hill. Sedangkan reaksi gelap sering juga disebut fiksasi CO2, siklus Calvin atau reaksi Blackman.
Dalam reaksi terang, yang hanya dapat berlangsung jika tumbuhan hijau terkena sinar matahari, klorofil dan pigmen lain pada sel-sel fotosintetik menyerap energi sinar matahari dan mengubahnya menjadi energi kimia yang disimpan dalam dua persenyawaan yang kaya energi, yaitu ATP dan NADPH. Bersamaan dengan dihasilkannya ATP dan NADPH, dihasilkan juga O2 sebagai hasil samping.
Dalam reaksi gelap, ATP dan NADPH yang dihasilkan pada reaksi terang digunakan untuk mereduksi CO2 menjadi karbohidrat (dalam bentuk glukosa) dan persenyawaan organik yang lainnya. Walaupun reaksi-reaksi yang berkaitan dengan reduksi CO2 menjadi glukosa dapat berlangsung tanpa sinar, namun tetap diatur oleh sinar.
