Quá trình photphorin hóa quang hóa (quang  hợp) có thể xảy ra theo 2 con đường là photphorin hóa vòng và photphorin hóa không vòng. Hai con đường này xảy ra trong điều kiện khác nhau, cụ thể cơ chế phân tử như sau:

Trong điều kiện không có O₂, phân tử hexôzơ chỉ phân giải thành những hợp chất đơn giản còn chứa năng lượng lớn chưa được huy động thông quá quá trình lên men. Đó cũng là nguyên nhân hiệu quả năng lượng thấp của những quá trình xảy ra trong điều kiện yếm khí.

Hô hấp là trung tâm liên kết sự trao đổi chất cacbohidrat, prôtêin và chất béo. Trong quá trình ôxi hóa nguyên liệu của hô hấp sẽ tạo nên những sản phẩm trung gian. Chính những hợp chất này là sợi dây liên kết các mặt khác nhau của quá trình trao đổi chất, là những tiền thân cho quá trình sinh tổng hợp, là những chất bị cuốn hút vào các vòng trao đổi chất khác của tế bào.

Hệ số hô hấp (RQ) là tỉ số giữa lượng CO₂ thải ra và lượng O₂  hút vào trong hô hấp. Trong quá trình hô hấp, ngoài cacbohidrat thì lipit và prôtêin đều có thể biến đổi ôxi hóa không cần qua sự biến đổi trước thành cacbohidrat. Việc chọn nguyên liệu hô hấp được quyết định bởi tính đặc hiệu về loài, bởi những đặc điểm về tuổi cũng như những điều kiện sinh tồn.

Trong các yếu tố bên ngoài liên quan đến quang hợp, ánh sáng là điều kiện cơ bản để tiến hành quang hợp. Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu mối liên quan giữa quang hợp với cường độ ánh sáng, thành phần quang phổ của ánh sáng.

CO₂ trong không khí là nguồn cung cấp cacbon cho quang hợp. Nồng độ CO₂ trong không khí quyết định tốc độ của quá trình quang hợp.

Tiêu chuẩn giải phẩu, hình thái:

Lá và lục lạp ở cá cây C₄ có sự phát triển mạnh các tế bào bao bó mạch. Đó là tế bào nhu mô sắp xếp hướng tâm, sít nhau. Trong các tế bào này chứa nhiều lục lạp lớn, cấu trúc hạt kém phát triển và chứa nhiều tinh bột.

Quang hợp ở các nhóm thực vật C3, C4 và CAM đều có một điểm chung là giống nhau ở pha sáng, chúng chỉ khác nhau ở pha tối - tức là pha cố định CO₂ và tên gọi thực vật C3, C4 là gọi theo sản phẩm cố định CO2 đầu tiên, còn thực vật CAM là gọi theo đối tượng thực vật có con đường cố định CO2 này (Crassulaean Acid Metabolism - trao đổi axit họ thuốc bỏng).

Mục đích của việc nghiên cứu bản chất và cơ chế của quá trình quang hợp là tái lập và sử dụng các nguyên tắc và phản ứng của nó trong các hệ thống công nghiệp nhân tạo và một hướng quan trọng khác là xây dựng những con đường và phương thức nhằm tăng năng suất quang hợp của cây trồng.