Fotosinteza are loc în cloroplastia celulei în două etape: etapa de lumină și faza întunecată. Fiecare etapă are loc într-o altă parte a cloroplastei.
În stadiul de lumină al fotosintezei, cloroplastul absoarbe lumina soarelui. Aceasta declanșează o serie de reacții chimice, începând prin transformarea razelor solare în energie chimică. Potrivit dp.com, sunt produse trei tipuri de energie: ATP, NADPH și oxigen, toate fiind utilizate în faza întunecată a fotosintezei. Stadiul de lumină are loc în stivele de tilacoid grana. Grana este vizibilă sub microscop. Tilacoidele conțin clorofilă, un pigment de plante verde care permite absorbția luminii. Tylakoidele conțin, de asemenea, proteine importante care sunt necesare în procesul de fotosinteză. Aceste structuri se află în stroma, unde are loc faza intunecată a fotosintezei.
În stadiul întunecat, dioxidul de carbon este transformat în zahăr sau carbohidrați cu ajutorul ATP și NADPH. Zahărul, la rândul său, furnizează energie pentru ca planta să-și îndeplinească funcția normală. Acest proces este numit și ciclul Calvin, care în sine are trei etape: fixarea, reducerea și regenerarea carbonului. Ciclul Calvin are loc în stroma, un fluid dens în interiorul cloroplastului care conține alte structuri, cum ar fi cele ale tilacoidelor și ADN-ul cloroplastului.