التمثيل الضوئي هو العملية التي تقوم من خلالها النباتات الخضراء والطحالب وبعض البكتيريا بتحويل الطاقة الضوئية من الشمس إلى طاقة كيميائية مخزنة في شكل مركبات عضوية ، مثل الجلوكوز. تتضمن العملية امتصاص الضوء بواسطة الأصباغ الموجودة في البلاستيدات الخضراء للخلايا النباتية ، والتي تبدأ سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تؤدي إلى إنتاج ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات) و NADPH (فوسفات نيكوتيناميد أدينين ثنائي النوكليوتيد) ، بالإضافة إلى إطلاق الأكسجين غاز (O2).
يمكن تقسيم عملية التمثيل الضوئي إلى مرحلتين: التفاعلات المعتمدة على الضوء والتفاعلات المستقلة عن الضوء (المعروفة أيضًا باسم دورة كالفين). في التفاعلات المعتمدة على الضوء ، يتم امتصاص الطاقة الضوئية بواسطة أصباغ الأغشية الثايلاكويدية للبلاستيدات الخضراء ، وتستخدم لتوليد ATP و NADPH. في التفاعلات المستقلة عن الضوء ، يتم استخدام ATP و NADPH المنتجين في المرحلة السابقة لدفع تحويل ثاني أكسيد الكربون (CO2) إلى جلوكوز.
يعتبر التمثيل الضوئي عملية أساسية للحياة على الأرض ، حيث أنه يوفر الأساس للسلسلة الغذائية وهو مسؤول عن إنتاج الأكسجين في الغلاف الجوي الذي نتنفسه. كما أنه مصدر مهم للطاقة المتجددة ، حيث يمكن تسخيره لإنتاج الوقود الحيوي ومنتجات أخرى مفيدة.