Oksijenik fotosentezde siyanobakteriler ve bitkilerin ve alglerin kloroplastları karbon dioksit, su ve fotonları karbonhidrat ve serbest oksijene dönüştürür. Bu oksijenin sadece bir kısmı organizma tarafından kullanılır; Gerisi atmosfere salınır.
Kloroplast açısından, oksijen atıktır. Karbondioksitten karbon ve sudan gelen hidrojen elektrokimyasal olarak karbonhidratlar halinde birleştirilir ve oksijenin çoğu organizmada başka bir kullanımı yoktur. Oksijenik fotosentez ilk 2 milyar yıl önce geliştiğinde, sonuç, yeni kirletici, diatomik oksijen kütlesinin tükenmesine neden olduğu için küresel bir felaketti.
Hücrelerin yarı bağımsız bileşenleri olarak, kloroplastlar hem form hem de fonksiyon açısından oldukça benzerdir. Bu, insanlarda mitokondriye benzer şekilde, simbiyotik bir ilişkide kendisini bitkilerin ve alglerin hücrelerine dahil eden ortak bir atadan kaynaklandığı geniş çapta desteklenen bir teoriye yol açtı. Hücre, kloroplasta su ve koruma sağlar ve kloroplast, enerji içeren moleküllerini hücreye salgılar.
Bitkilere ve yeşil alglere renk veren pigment klorofil, oksijenik fotosentez ile güçlü bir şekilde ilişkilendirilirken, bunun için gerekli değildir. Karotenler ve ksantofiller gibi diğer pigmentler, buğday gibi bitkilerde yaygındır. Kahverengi ve kırmızı alglerin kendi pigmentleri vardır.
