A fotoszintézis két szakaszra: a fény- és a sötétszakaszra tagolható.
A fényszakaszban történik a fényenergia átalakítása kémiai energiává. A fényenergia megkötése a színanyagok: a zöld színű klorofill és a sárga színű karotinoidok feladata. Fény hatására a gránumok membránjában található színanyagok és enzimek együttműködésének eredményeként ATP és redukált koenzim képződik. A koenzim redukciójához szükséges hidrogén a víz bontásából származik. A folyamat „mellékterméke” az oxigén.
A sötétszakaszban folyik a szén-dioxid megkötése és átalakítása szőlőcukorrá a fényszakaszban keletkezett redukált koenzimek és ATP felhasználásával. A sötétszakasz energetikai feltételei tehát a fényszakaszban teremtődnek meg. A több lépésből álló folyamat a színtestek belső plazmaállományában nagyszámú enzim közreműködésével zajlik.