К фотосинтезу привело накопление кислорода в атмосфере. В кислородном фотосинтезе (у цианобактерий) солнечная энергия используется для превращения углекислого газа и воды в органическое вещество и кислород, упрощённо:
$$6C{O}_2+6H_{2}O\to C_6{H}_{12}{O}_6+6O_2.$$ Ранее существовали анаоксигенные фотосинтезирующие бактерии, которые не выделяли O${}_2$ (они использовали, например, H${}_2$S и давали S), но появление и распространение цианобактерий вызвало так называемое Великое окисление (~2.4 млрд лет назад): сначала кислород связывался с растворёнными ионами (образуя слои железных руд), затем стал накапливаться в атмосфере, что и привело к росту концентрации O${}_2$. CO${}_2$ при этом частично расходуется, но ключевой эффект — увеличение O${}_2$.