Nel primo stadio della foto sintesi l'energia luminosa è convertita in energia elettrica (il flusso di elettroni) e l'energia elettrica è trasformata in energia chimica immagazzinata nei legami delle molecole di NADPH e di ATP. Nel secondo stadio della fotosintesi questa energia viene utilizzata per ridurre il carbonio e sintetizzare zuc­cheri semplici.

Per le cellule fotosintetiche il carbonio è disponibile sotto forma di anidride carbonica. Le alghe ottengono anidride carbonica in soluzione direttamente dall' acqua circostante; nelle piante, invece, l'anidride carbonica raggiunge le cellule fotosintetiche attraverso aperture specializzate delle foglie e dei fusti verdi, gli storni.

Le reazioni del secondo stadio della foto sintesi richie­dono molecole (ATP e NADPH) che vengono sintetizzate nei cloroplasti solo in presenza di luce. Tuttavia, una volta che queste molecole sono disponibili, le successive reazioni possono svolgersi indipendentemente dal fatto che ci sia o non ci sia luce; per questo motivo, tali reazioni sono dette «luce-indipendenti».