本书包括序篇(光合作用的重要地位)、历史篇(研究历程和演化简史)、方法篇(技术方法和光合参数)、机制篇(光合机构、原初反应、同化力形成和碳同化)、响应篇(光、温度、水、气和矿质营养)、调节篇(基因表达调节、光捕获调节、电子传递调节、碳同化调节、能量耗散、信号转导、节律变化和协调)和应用篇(光合作用的改善、生物能源和人工光合作用)7篇(共25章)，从光合作用的生物化学、生理生态学和分子生物学等多方面全景式展示光合作用研究的历史、现状和最新进展及研究前沿，同时反映作者几十年的研究成果与经验。