Fotosentez ve hücresel solunum arasındaki ilişki, bir işlemin ürünlerinin diğerinin reaktanları olduğu şekildedir. Fotosentez, karbondioksit ve suyun, güneş ışığından elde edilen enerjiyi kullanarak, glikoz ve oksijen üretmek için reaksiyona girdiği işlemdir. Hücresel solunumda, glukoz, karbondioksit üretmek için oksijen ile birleşir.
Bu iki döngü, yaşamın hayatta kalmaya devam etmesini sağlayan tüm döngünün gerçekleşmesi için birbirine bağlıdır. Fotosentez, tüm canlı organizmalar ve hücresel solunum süreci için oksijen sağlar. Hücresel solunum, adenosin trifosfat yapmak için oksijeni veya yüksek enerjili bir molekül olan ATP'yi gerektirir. Ayrıca karbondioksiti oksijene geri döndürmek için bitkiler ve bakteriler tarafından kullanılan atmosfere karbondioksit salgılar.
Fotosentez, bitkiler ve diğer organizmalar tarafından güneş enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürmek için kullanılır. Bu kimyasal enerji organizmalara enerji sağlamak için kullanılan glikoz şeklinde depolanır. Bitkilerde depolanan bu enerji, kas kasılması ve sentezleyici moleküller gibi birçok biyolojik işlem için gerekli enerjiyi sağlayan ATP'yi oluşturmak için hücresel solunum yoluyla toplanır.
Fotosentez ve hücresel solunumun yaşam döngüsü dünyadaki yaşamı sürdürür. Her ikisinin de simbiyozda bulunması gerekir. Hücresel solunum fotosentez olmadan gerçekleşemez ve bunun tersi de geçerlidir.