葉綠素a的生物合成途徑，是由琥珀醯輔酶A和甘氨酸縮合成δ-氨基乙醯丙酸，兩個δ-氨基乙醯丙酸縮合成吡咯衍生物膽色素原，然後再由4個膽色素原聚合成一個卟啉環──原卟啉Ⅳ，原卟啉Ⅳ是形成葉綠素和亞鐵血紅素的共同前體，與亞鐵結合就成亞鐵血紅素，與鎂結合就成鎂原卟啉。鎂原卟啉再接受一個甲基，經環化後成為具有第Ⅴ環的原脫植醇基葉綠素，後者經光還原、酯化等步驟而形成葉綠素a。

落葉

葉綠素在活體內也和其他物質一樣處於不斷更新狀態。它被葉綠素酶分解，或經光氧化而漂白。深秋時許多樹種葉片呈美麗的紅色，就是因為這時葉綠素降解速度大於合成速度，含量下降，原來被葉綠素所掩蓋的類胡蘿蔔素、花色素的顏色顯示出來的緣故。葉綠素含N，Mg，類胡蘿蔔素不含N，Mg。

在植物衰老和儲藏過程中，酶能引起葉綠素的分解破壞。這種酶促變化可分為直接作用和間接作用兩類。直接以葉綠素為底物的只有葉綠素酶，催化葉綠素中植醇酯鍵水解而產生脫植醇葉綠素。脫鎂葉綠素也是它的底物，產物是水溶性的脫鎂脫植葉綠素，它是橄欖綠色的。葉綠素酶的最適溫度為60-82℃，100℃時完全失活。起間接作用的有蛋白酶、酯酶、脂氧合酶、過氧化物酶、果膠酯酶等。蛋白酶和酯酶透過分解葉綠素蛋白質複合體，使葉綠素失去保護而更易遭到破壞。脂氧合酶和過氧化物酶可催化相應的底物氧化，其間產生的物質會引起葉綠素的氧化分解。果膠酯酶的作用是將果膠水解為果膠酸，從而提高了質子濃度，使葉綠素脫鎂而被破壞。

在活體綠色植物中，葉綠素既可發揮光合作用，又不會發生光分解。但在加工儲藏過程中，葉綠素經常會受到光和氧氣作用，被光解為一系列小分子物質而褪色。光解產物是乳酸、檸檬酸、琥珀酸、馬來酸以及少量丙氨酸。因此，正確選擇包裝材料和方法以及適當使用抗氧化劑，以防止光氧化褪色。