對於綠色植物來説,光合作用的場所是葉綠體。除了綠色植物還有些生物也可以進行光合作用,例如藍細菌,他們沒有葉綠體,但是也可以進行光合作用,所以説葉綠體不是光合作用的唯一場所。
葉綠體中的色素主要分佈在類囊體膜上,H 2 O在光下分解的過程也是在類囊體膜上進行的,CO 2 的固定和澱粉的合成發生在暗反應中,在葉綠體的基質中進行。