光合作用的本質，就是利用電子躍遷，把太Sunny能進行儲存與轉移。

光本質上具有粒子行為，其能量是一份一份的。電子也具有一定的能量，能量不改變，它就會圍繞自己固定的軌道運轉。可是，當光子打到電子時，就會使電子能量升高，從而跑到更高的能級軌道上執行。如果想把這個能量釋放出來，電子就得重新躍遷到能量低的軌道。經過這樣的迴圈，就實現了把光能儲存和轉移的效果。

如果我們是植物，我們如何才能設計一個最有效的裝置實現這個功能呢？

我們首先要考慮到效率和周邊可利用的材料。

氫對我們肯定是首選。這個體系只涉及一個電子，操作過程相對簡單。那我們可能會說，鈉的性質和氫很像，外圍都是一個電子，為什麼不選擇鈉？鈉的體積和重量比氫大得多，而且，鈉並不是非常廣泛分佈的元素。而氫組成的水到處都是。

於是，水就成了我們第一需要利用的物質。它提供氫，並且還是非常好的載體，溶解各種物質。並被攜帶到各處。而水中的氧對於這個過程，則是一種廢物，需要被排出體系，也就是透過光合作用，形成了大量氧氣，殊不知，對於植物而言，那是一種廢氣。

作為載體，我們還需要一種運載工具，碳鏈。碳是形成鏈狀結構最佳材料。雖然矽也可以，但是，矽鍊形成的物質是固體，當然不能被選擇。含有的碳的CO2也就被植物選擇，參與了光合作用。

那麼，現在地球已經給植物準備好H2O和CO2，關鍵是如何才能利用這兩種物質，透過電子轉移，把光能儲存到含有碳和氫的化合物中。

我們可以簡單地進行如下解釋。

在CO2 中，C是正四價，也就是相當於把四個電子給予了氧，處於低能狀態。而在碳氫化合物中，比如葡萄糖C6H12O6，C則是負四價，類似於獲得了四個電子。顯而易見，後者形式的碳具有較高能量。這個多出來的能量，就來自太陽的光能。