El agua se utiliza durante la etapa de la fotosíntesis conocida como la fase luminosa o reacciones luminosas. Durante esta etapa, las moléculas de agua se descomponen en oxígeno, protones y electrones en un proceso llamado fotólisis. Esta fotólisis ocurre en los tilacoides de los cloroplastos, donde la energía luminosa capturada por los pigmentos fotosintéticos (como la clorofila) se utiliza para dividir las moléculas de agua en sus componentes. El oxígeno liberado es un subproducto de este proceso y los electrones y protones producidos se utilizan para generar energía química en forma de ATP y NADPH, que luego se utiliza en la fase oscura de la fotosíntesis para producir carbohidratos.
