광합성에 대한 연구는 1771년 영국의 화학자 조지프 프리스틀리가 시작했다. 프리스틀리는 밀폐된 용기 안에 식물이 있을 경우, 식물에서 어떤 물질(후에 산소로 밝혀짐)이 나와 공기가 제한되어 있는데도 초가 계속 탄다는 것을 발견했다.

1779년 네덜란드의 얀 잉겐호우스는 프리스틀리의 생각을 발전시켜, 가연성의 물질(산소)이 나오려면 식물이 빛을 받아야 하며 이때 식물의 녹색조직이 필요함을 밝혔다.

1782년 산소와 더불어 또다른 기체(고정되는 기체, 즉 이산화탄소)가 관여한다는 것이 알려졌고, 1804년 식물의 무게가 증가하는 것은 흡수한 탄소와 물 때문인 것으로 밝혀졌다. 1845년에는 광합성 과정중에 빛 에너지가 화학 에너지로 바뀐다는 것이 밝혀졌다.