光合作用是植物、藻类和一些细菌利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物质（主要是葡萄糖）和氧气的过程。这一过程不仅对植物自身生长至关重要，而且对于地球上的生态系统以及大气成分有着极其重要的影响。光合作用的化学方程式可以简洁地表示为：

\[6CO_2 + 6H_2O + 光能 \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2\]

这个方程式表明，在光照条件下，六个分子的二氧化碳（\(CO_2\)）与六个分子的水（\(H_2O\)）在叶绿体中经过一系列复杂的生化反应后，生成了一个分子的葡萄糖（\(C_6H_{12}O_6\)）和六个分子的氧气（\(O_2\)）。这个过程大致可以分为两个主要阶段：光反应和暗反应。

- 光反应：发生在叶绿体的类囊体膜上，需要光能的参与。在这个过程中，水被分解成氧气和氢离子，同时产生ATP（三磷酸腺苷）和NADPH（还原型烟酸胺腺嘌呤二核苷酸），这两种物质作为能量载体和还原剂用于接下来的暗反应。

- 暗反应（也称为Calvin循环）：发生在叶绿体的基质中，不需要直接光照。在此阶段，ATP和NADPH被用来固定二氧化碳并将其转化为葡萄糖等有机物。

光合作用不仅是植物生长的基础，也是地球上几乎所有生命形式能量流动和物质循环的关键环节。通过光合作用，植物能够吸收大气中的二氧化碳，并释放氧气，这对于维持地球大气层中氧气和二氧化碳的比例平衡具有重要作用，同时也对缓解全球气候变化有积极的影响。