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从能量的观点来看，这种循环与柠檬酸循环正好相反。柠檬酸循环把碳水化合物的片段转换分解成二氧化碳，而二磷酸核酮糖循环用二氧化碳合成碳水化合物。柠檬酸循环给生物体输送能量；二磷酸核酮糖循环正好相反，它必须消耗能量。至此正好与鲁宾和卡门早期研究的结果相符。由于叶绿素的催化作用，可以利用日光能把水分子分解成氢和氧，这个过程叫做光解（源自希腊语，意思是“由光解开”）。这是日光的辐射能转变成化学能的方式，因为氢分子和氧分子含有的化学能大于分解成它们的水分子所含的化学能。在其他情况下，要把水分子分解成氢和氧需要大量的能量，例如，要把水加热到大约2 000 ℃或让强电流从水中通过。但是叶绿素在一般的温度下很容易做到这一点，它所需要的只是可见光的比较微弱的能量。植物利用它吸收的光能，效率至少为30％，有些研究者认为，在理想的条件下，它的效率可以接近100％。如果人类能够像植物那样有效地利用能量的话，我们就大可不必担心我们的食物和能量的供应了。水分子分解以后，有一半的氢原子进入二磷酸核酮糖循环，有一半的氧原子被释放到空气中，其余的氢原子和氧原子重新化合成水。在化合的过程中，它们释放出阳光分解水分子的时候给予它们的多余的能量，而这种能量又被转移给像ATP那样的高能磷酸化合物，储存在这些化合物里的能量又被用来推动二磷酸核酮糖循环。由于在破译有关光合作用中的反应方面的贡献，卡尔文获得1961年的诺贝尔化学奖。的确，有些生命形态不依靠叶绿素来获得能量。1880年前后，人们发现了化能自养菌：在黑暗中吸收二氧化碳但不释放氧的细菌。这些细菌有的靠氧化硫化合物取得能量，有的靠氧化铁化合物，还有的喜欢其他一些古怪的化学行为。然而也有一些细菌含有类似于叶绿素的化合物（细菌叶绿素），因而使这些细菌能够利用光能把二氧化碳转变成有机化合物。在某些情况下，细菌叶绿素甚至能够利用近红外区的光能，而一般的叶绿素却无能为力。但是，只有叶绿素本身才能使水分解，并把这样得到的大量能量储存下来；细菌叶绿素的“设备”能力就小得多，只能凑合着生活。除了由叶绿素利用阳光获得基本能量以外，其他任何获得基本能量的方法都必定是行不通的；比细菌复杂的生物，只是在非常罕见和特殊的情况下，才有成功地利用这些方法的可能性。对于几乎所有的生命来说，叶绿素和光合作用都直接或间接地是生命的基础。请参看: 。
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在光合作用中叶绿素的主要作用是吸收可见的太阳光。