Solunum, en basit tabiriyle, bir canlının oksijen alarak karbondioksit vermesi olarak tanımlanabilir. Bu süreç, enerji üretimi için hücresel düzeyde gerçekleşir ve tüm canlılar için hayati öneme sahiptir. Fotosentez ise bitkilerin, topraktan aldıkları suyu ve havadan aldıkları karbondioksiti kullanarak, güneş ışığı yardımıyla şeker ve nişasta benzeri karbonhidratlara ve oksijene dönüştürmeleri sürecidir.

Solunum ve fotosentez arasında ters bir orantı vardır. Fotosentez, solunum ile ters yönde çalışan bir metabolik olaydır. Solunumda karbonhidratlar oksijen ile birleşir, su ve karbondiokside parçalanır. Yani solunum tepkimelerinin son ürünleri, fotosentezin başlangıç maddelerini oluşturur. Bu doğal olay, fotosentez için güneş ışığı gerektiğinden sadece gündüzleri gerçekleşir. Fotosentez karanlıkta meydana gelmez.

Yaşamımızın temeli olan bütün biyokimyasal aşamalar için enerji gereklidir. Bu enerjinin en temel kaynağı da hücrelerde depolanan besinlerin yanması, yani oksijen ile birleşerek parçalanması olayıdır. Bu parçalanma esnasında besin molekülleri arasındaki kimyasal enerji serbest kalarak ortaya çıkar. Bu olay, yanan bir odunun etrafa ısı ve ışık yayması gibi enerji veren bir olaydır. Yani nefes alıp vermeyi sadece oksijen ile karbondioksit alışverişi olarak değil, aynı zamanda diğer canlıların enerji kaynağı olan karmaşık bir süreç olarak düşünmek gerekir.

Eğer fotosentezin var olması için gerekli birçok şart olmasaydı, mesela bitkilerde fotosentezin oluşması için gerekli klorofil bulunmasaydı, doğada tek bir canlının dahi var olması söz konusu olamazdı. Fotosentez hakkında detaylı bilgi sahibi olunması çok yeni bir tarihte gerçekleşmiştir. Bu konuda bilim adamları çok yoğun araştırmalar yapmışlar ve ABD'li kimyacı Melvin Calvin başkanlığındaki bir ekibin çalışmaları üzerine bu ekibe 1961 yılında Nobel Kimya Ödülü verilmiştir.

Solunum ve fotosentez, canlıların yaşaması için zorunlu iki doğa olayıdır. Güneş ışıklarının yayılmaya başladığı sabah vakti, fotosentez denilen ve solunumun tersi olan bu olay ile bitkiler karbondioksit tüketerek oksijen üretir ve atmosferdeki oksijen miktarını zenginleştirir. Bu süreç, yeryüzündeki yaşamın devam etmesi için kritik bir öneme sahiptir.