植物光合作用
光合作用文字方程式：二氧化碳+水+光能→葡萄醣+氧氣+水
葉綠體在陽光的作用下，把經由氣孔進入葉子內部的二氧化碳和由根部吸收的水轉變成爲葡萄醣，同時釋放出氧氣：
- 12H2O + 6CO2 -hv→ (與葉綠素產生化學作用)C6H12O6 (葡萄醣) + 6O2 + 6H2O
光合作用是植物、藻類等生產者和某些細菌，利用光能把二氧化碳、水或硫化氫變成碳水化合物的過程。可分為產氧光合作用和不產氧光合作用。
植物的光合作用可分為光反應和碳反應兩個步驟如下：
12H2O +陽光→ 12H2 + 6O2 [光反應]
12H2 (來自光反應) + 6CO2 → C6H12O6 (葡萄糖) + 6H2O [碳反應]
景天酸代謝（CAM）
景天酸代謝（Crassulacean acid metabolism，簡稱 CAM）是部分植物的一種精巧的碳固定方法。代表性的植物有仙人掌和鳳梨等。 此類植物生長環境通常較炎熱或水分不足，透過「景天酸代謝循環」得以存活。
白天：炎熱為了減少水分蒸散，葉片的氣孔會關閉以減少水分喪失。
晚上：才將氣孔打開，吸收「二氧化碳」儲存於液胞。到了白天再將「二氧化碳」釋放到葉綠體進行光合作用循環，提供葡萄糖給植物體。
CAM機制既可以減少水分喪失，又可以維持生長，晚上吸收二氧化碳、吐出氧氣。 景天酸代謝植物必須準備足夠的磷酸烯醇式丙酮酸以供夜間二氧化碳固定使用。為此植物在日間儲存澱粉，晚間它們將通過丙酮酸轉變為磷酸烯醇式丙酮酸。
C3植物
行光合作用時，CO2在卡爾文循環中首先被固定為三個碳的磷酸甘油酸。一般植物如稻米、小麥與向日葵均屬此類。C3植物生長於水分陽光充足的環境下，氣孔可以常開，也因此只要在光照充足下，就能直接在光反應後進行卡爾文循環以產生葡萄糖。但若當光照過於強烈、氣溫偏高以致水分不足時，氣孔就會關閉，以免過多的水分喪失。這時細胞中氧氣的濃度會因無法排出而累積升高，二氧化碳濃度則因氣孔關閉無法進入細胞而下降，因此會反過來進行「光呼吸」而產生CO2。然而光呼吸無法產生能量而只能產生CO2，對於植物的生長並無幫助。
C4植物
許多生長在亞熱帶或熱帶地區的植物為減少蒸散作用，除葉肉細胞排列緊密外，維管束外圍尚有一層排列緊密的束鞘細胞圍繞。首先將CO2固定成四個碳的草醋酸，草醋酸再被分解，釋放出CO2再參與卡爾文循環。卡氏循環在束鞘細胞中進行。如甘蔗、玉米與一些生長於熱帶地區的雜草均屬此類。一般認為光合作用的效率較高。C4植物生長於高溫、光照強烈或水分不足的地區，因此氣孔開放的時間有限。C4植物是先在葉肉細胞於氣孔有限開放的時間內將CO2轉換成有機酸，累積在植物體內，再轉換到維管束鞘細胞進行卡氏循環。