Fotosynthese is het chemische proces waarmee planten, algen en bepaalde bacteriën energie afkomstig van de zon opslaan in de vorm van koolwaterstoffen. Dankzij miljarden jaren fotosynthese is er voor mensen en dieren zuurstof in de atmosfeer om te kunnen ademen.
Bij fotosynthese absorberen planten, algen en bepaalde bacteriën energiedeeltjes (fotonen) uit het zonlicht. Ze concentreren eerst de energie met een licht-antenne. Vervolgens zetten ze die energiedeeltjes efficient om in electrische ladingen, maar die worden nooit ver van elkaar gescheiden. Dit maakt het mogelijk om handig gebruik te maken van kwantum-informatie voor het verbreken en weer maken van chemische bindingen, en de energie geconcentreerd op te slaan in chemische tussenprodukten voor transport, waarbij verliezen met elektrisch transport vermeden worden. De chemische energie wordt vastgelegd in de vorm van suikers. Dit is een vaste brandstof, en die heeft van nature een hoge dichtheid in combinatie met een goede stabiliteit. Tenslotte wordt door planten CO2 uit de atmosfeer gewonnen door optimaal gebruik te maken van de aanwezige omgevingsenergie. Netto legt een plant 0,5 – 1% van de energie uit zonlicht vast. Een groot deel van de fotonen kan de plant niet benutten omdat fotosynthese niet beperkt wordt door de hoeveelheid beschikbaar licht, maar door omgevingsfactoren als de lage CO2 concentratie in de atmosfeer. Energie vastgelegd met fotosynthese wordt gebruikt voor de groei en stofwisseling van organismen.
Grondstoffen voor fotosynthese zijn water en CO2 (koolstofdioxide); de zuurstof die bij het proces vrijkomt is voor planten en micro-organismen deels een afvalproduct. Door het fotosynthese proces is er genoeg zuurstof in de atmosfeer, waardoor mensen en dieren kunnen ademen en het leven op aarde mogelijk is.
