Quá trình quang hợp chia làm hai pha: Pha sáng và pha tối Pha sáng của quang hợp: Chỉ xảy ra khi có ánh sáng và diễn ra trên các hạt grana. Pha sáng có hai giai đoạn: Giai đoạn quang lí: Là giai đoạn hấp thu năng lượng ánh sáng nhờ hoạt động của các phân tử sắc tố quang hợp gọi chung là diệp lục và chuyển năng lượng giữa các sắc tố. Năng lượng ánh sáng hấp thu bởi các sắc tố khác sẽ được chuyển tới diệp lục a và bản thân phân tử diệp lục a hấp thu năng lượng ánh sáng. Sau khi hấp thu năng lượng ánh sáng, phân tử diệp lục ở trạng thái kích động ( kí hiệu là DL* ), dồi dào năng lượng . Giai đoạn quang hoá: Là giai đoạn chl sử dụng năng lượng photon hấp thu được vào các phản ứng quang hoá để hình thành nên các hợp chất dự trữ năng lượng và các hợp chất khử. Bao gồm quá trình quang hoá khởi nguyên, quá trình quang phân li nước và quá trình photphoril hoá quang hoá. Các quá trình đó được thực hiện cùng với dòng vận chuyển điện tử vòng và không vòng - Dòng vận chuyển điện tử vòng: Điện tử từ diệp lục qua chuỗi truyền điện tử, sau đó lại quay về diệp lục và trong quá trình truyền điện tử ATP được tổng hợp.
Dòng vận chuyển điện tử không vòng Sản phẩm của pha sáng: ATP, NADPH2, O2b.Pha tối của quá trình quang hợp
Pha tối của quang hợp diễn ra cả khi có ánh sáng và trong tối tại stroma. Pha tối sử dụng sản phẩm của pha sáng ( ATP, NADPH2 ), các enzim trong stroma và đường ribozơ 1,5đi (P) để cố định CO2.
Như vậy, để khử ba phân tử CO2 cần 9ATP và 6NADPH2, tạo ra một phân tử C3 ( glixeraldehit chứa liên kết cao năng )