呼吸作用是一種釋放能量的過程
葡萄糖+氧氣→能量+二氧化碳+水
在生物體外的話就是燃燒反應
光合作用是有葉綠素的植物進行的一種化學反應
分成光反應(需要光和葉綠素)和暗反應(需要酵素)
光反應：只能在光照下發生的化學反應
在光合作用的第一階段中，光能在稱為光解作用的過程中將水分子分解，產生了ATP之類的能量載體分子。這些反應在囊狀體分子。這些反應在囊狀膜中進行，並且只能在光照下發生。
以高等植物而言，植物光反應的進行是藉葉綠餅中的葉綠素a、葉綠素b及胡蘿蔔素類等色素吸光後所引起的結果。光反應可依其反應 順序歸納為如下三個階段：
吸收光能：葉綠素a及b能夠吸收可見光(紅、橙、黃、綠、藍、紫)中的 紅色及藍色光，而胡蘿蔔素類則僅能吸收藍色光。紅色光的波長範圍為640-740nm，藍色光為420-490nm。葉綠素吸光所得的能量與其所吸 收的光波波長呈反比，即波長愈長，能量愈小;波長愈短，能量愈大。
光水解作用：葉綠素吸收光能才能進行光水解作用，其反應式為2H20→ 4H+ +4e-+O2↑。因為有氧氣的釋放，地球上的生物才能生存。Joseph Priestley(1733-1804)早已實驗證明於密閉的器內，動物及燃燒的 蠟燭可把空氣變成「污濁」，而使動物死亡，蠟燭停止燃燒(插圖)。相對的，綠色植物可「清潔」這些污濁的空氣。目前我們都知，其所 謂「污濁」的空氣，就是指空氣中二氧化碳濃度增加，而氧氣減少。 綠色植物「清潔」空氣就是吸收二氧化碳，釋放氧氣的結果。(插圖） 美國化學家Joseph Priestley(1733-1804)實驗詮釋。於密閉容器中放置燃燒的蠟燭或活的老鼠，經一段時間後即停止燃燒或死亡。 但是若有植物存在時，蠟燭仍可繼續燃燒，老鼠也不會死亡。此顯示 蠟燭燃燒所釋放出及老鼠呼吸作用釋放出來的二氧化碳，會被植物吸收利用， 而植物光水解釋放出來的氧氣，則可被蠟燭燃燒及老鼠所利用。)
電子的傳遞及產生能量:光水解作用除了釋放氧氣之外，就是把由水分子中，氫釋放出來的電子的進行一連串的電子傳遞。電子傳遞是由高能量往低能量的傳遞現象，所以它係一種放熱(能)反應，所釋放出來的能量，就可以合成生物能(ATP)及還原劑(NADPH+H+)。有了此兩種有機物質的形成，二氧化碳才能轉換成碳水化合物。
暗反應：二氧化碳轉換成碳水化合物的反應稱之。暗反應與光反應最大的不同，在於暗反應的每一步驟均需要酵素的催化作用才能進行，因此溫度對暗反應的影響較大。於適宜的溫度範圍內，暗反應反應速率隨著溫度的提高而增加，可是暗反應進行必須依賴光反應所產生的能量ATP及還原劑NADPH+H+，方能進行。植物於暗室中沒有碳水化合物的合成，就是因為缺少ATP及NADPH+H+的緣故。
雖然所有的生物都會自CO2獲得部分碳以進行細胞的生物合成 ，但自營性生物卻能自CO2得到其所有的碳。獲得碳的整個過程即 稱為固碳作用，而所有的固碳反應則是利用光合作用光反應期所產 生的ATP與還原力(NADPH)，在完全黑暗的環境下進行。截至目前所 驗過的自營性生物，大部分都具有一種還原CO2的特殊途徑，稱為 克汶循環(Calvin cycle)又稱為還原性五碳醣循環。
CO2還原反應的第一步驟是由二磷酸核酮醣梭化媒先催化反應， 包括CO2與二磷酸核酮醣反應產生二分子的3-磷酸甘油酸(PGA)。接 下來的兩個步驟則是將PGA還原成碳水化合物的氧化層次。在這些步 驟中需要ATP與NADPH兩種分子，其中ATP涉及磷酸化反應中梭基的活 化；而NADPH則與還原反應本身有關。來自CO2的碳原子這時即處於 碳水化合物(CH2O)的還原層次。
克汶循環簡述如下：即6分子CO2與6分子的二磷酸核酮醣反應 產生12分子的三碳化合物，其中二分子由生物合成反應變成六碳醣 ，其餘的10分子則再循環形成6分子的五碳醣接受者。由於反應序列 的起點與終點都是相同數目的接受者分子，故克汶循環的"循環性" 於焉可見。