由于叶绿体的双层膜是选择透过性膜，选择透过性膜是不能运输类似淀粉这样的大分子的，所以光合作用形成的淀粉在叶绿体中合成后，通过再转化成葡萄糖，从叶绿体中运输出去，然而在白色体中合成淀粉粒，成为贮藏器官中的贮藏淀粉。
光合作用产生的氧气来自水，是在光反应阶段产生的。
植物光反应在叶绿体的类囊体膜上进行，主要发生的反应为水的光解，产生了还原氢和氧气，同时形成ATP。
叶绿体膜上的两套光合作用系统：光合作用系统一和光合作用系统二，在光照的情况下，分别吸收680纳米和700纳米波长的光子，作为能量，将从水分子光解光程中得到电子不断传递，最后传递给辅酶NADP。
而水光解所得的氢离子则因为顺浓度差，通过类囊体膜上的蛋白质复合体从类囊体内向外移动到基质，势能降低，其间的势能用于合成ATP，以供暗反应所用。
而此时势能已降低的氢离子则被氢载体NADP带走，一分子NADP可携带两个氢离子。
这个NADPH加H离子则在暗反应里面充当还原剂的作用。
光合作用会产生水和有机物，光合作用的过程如下：光合作用是绿色植物利用叶绿素等光合色素和某些细菌，如带紫膜的嗜盐古菌利用其细胞本身，在可见光的照射下，将二氧化碳和水，即细菌为硫化氢和水转化为有机物，并释放出氧气，即细菌释放氢气产生的生化过程。