Važnost klorofila za fotosintezu je u tome što on hvata svjetlosnu energiju od sunca za proizvodnju glukoze putem kemijske reakcije. Klorofil specifično apsorbira svjetlost iz crvenog i plavog dijela svjetlosnog spektra, a reflektira zeleno svjetlo. To je razlog zašto nam biljke izgledaju zelene. Kloroplasti unutar biljke pohranjuju klorofil, a on se nalazi u mezofilnom sloju lista. Kemijska reakcija koja se odvija uključuje šest molekula ugljičnog dioksida i šest vode za proizvodnju glukoze i šest molekula plina kisika.
Glavna upotreba klorofila za fotosintezu je hvatanje elektromagnetske svjetlosne energije sunca. Sunčeva svjetlost je razbijena na spektar boja, čiji vidljivi dio ljudi vide u dugama i u svjetlosti sija kroz prizme. Klorofil koristi crvene i plave dijelove svjetlosti kako bi stvorio energiju potrebnu za fotosintezu. Različiti oblici klorofila apsorbiraju malo različite boje svjetlosti. Nijedna vrsta ne apsorbira zeleno svjetlo, tako da se svo zeleno svjetlo od sunca reflektira od biljke, zbog čega ih ljudi vide kao zelene boje.
Kloroplasti biljke pohranjuju klorofil koji se koristi u fotosintezi. Ovi kloroplasti nalaze se u srednjem sloju lišća biljaka, poznatom kao sloj mezofila. Sadrže tilakoide, membrane koje drže klorofil. Klorofil se sastoji od ugljika, dušika i središnjeg magnezijevog iona.
Fotosinteza je transformacija ugljičnog dioksida i vode u glukozu i kisik. Šest molekula ugljičnog dioksida (CO2) i šest molekula vode (H2O) reagiraju i proizvode jednu molekulu glukoze (C6H12O6) i šest molekula plina kisika (O2). U ovoj reakciji ništa se ne gubi, kao ni kod svih kemijskih reakcija; uravnotežen je s obje strane. Klorofil za fotosintezu koristi se za osiguravanje energije potrebne za odvijanje reakcije. Sunčeva svjetlost koju apsorbira klorofil služi kao katalizator.
Korištenje klorofila za fotosintezu događa se u svjetlosnom dijelu reakcije. Fotosinteza ima jedan dio koji se događa tijekom dana, a drugi koji se događa noću. Klorofil pretvara svjetlosnu energiju u kemijsku tvoreći adenozin trifosfat (ATP), koji je sličan strukturi DNK. ATP se koristi kao dio reakcije koja se događa u mraku kao izvor energije. Fotosintezu se može smatrati da sadrži fazu “punjenja” i fazu “oslobađanja”.