Фотосинтез відбувається в хлоропластах у рослин або на мезосомах у прокаріотів. На цитоплазматичній мембрані у цих організмів містяться молекули зеленого пігменту – хлорофілу. Молекули хлорофілу здатні вловлювати кванти світла і переходити у збуджений стан.
У хлоропластах рослинних клітин НАДФ відновлюється при світлових реакціях фотосинтезу і забезпечує воднем синтез вуглеводів при темнових реакціях.
Світлова фаза – Етап фотосинтезу, протягом якого рахунок енергії сонця утворюються багаті енергією сполуки АТФ і молекули — носії енергії. Здійснюється на внутрішніх мембранах хлоропластів, у яких розташовуються молекули хлорофілу.
Безпосередньо фіксація вуглекислого газу, тобто – перетворення вуглецю з окисленої неорганічної форми на відновлену органічну, відбувається у відновлювальному пентозофосфатному циклі (шляху) чи інакше – циклі Кальвіна.