什么能进行光合作用？
目前，人们已经发现了300多类光合色素和100多万个具有光合作用基因簇的蛋白分子，这些基因组的存在为今后深入研究光合作用的生理生化过程以及探索光合作用的进化提供了必要前提。 真核生物中，光合色素的分子结构由一个含几个亚基的复合体构成，其中每个亚基都有一个或多个光谱吸收带，可以捕获不同波长的光能。如叶绿素a、b有4个吸收峰，藻蓝蛋白有6个吸收峰等等，光合色素又常常被形象地称为“电子供体-受体”（electron donor-receptor， D-R）。 光合作用所需的能量来自于太阳能，而太阳能是由水中的H*传递传递而成的。水在光合作用中被还原的过程需要大量水合酶的参与。
同时，由于水的解离常数非常小（Ksp=1×10^-15），因此需要一种很强的缓冲系统来维持细胞内的酸碱环境，使水合酶保持活性。这类能够进行光合作用的生物几乎都具有能够进行气体交换和渗透调节的细胞器，即具有细胞膜、细胞质、细胞器和线粒体等。 原核生物的光合色素通常以聚合体的形式存在，如细菌中存在的类胡萝卜素-叶黄素双聚合体；而真核植物的光合色素往往以颗粒状存在，如叶绿体中的叶绿素a/c多聚体、线粒体中的类胡萝卜素-叶黄素二聚体和细菌中的藻蓝蛋白都是一些典型的例子。某些微生物还可以合成藻胆蛋白，此类蛋白在细菌中多以单体存在，其在细胞中的位置一般比较固定，当细胞受到紫外线照射或者遭受其他伤害时，能够快速聚集形成囊泡，从而起到保护细胞的作用。