光合成
効率は、吸収される光だけを数えるのか、どのような波長の光を使うのかによって決まる(光合成活性放射を参照)。実際に使える波長の光は太陽光のうち45%しか無い。
理想的には、チラコイド膜上の反応で光エネルギーからATP、NADPHを作り出す効率は33-35%、炭素固定を行う還元的ペントースリン酸回路を含めて30%ほどになるが、実際には前述のように吸収能率の悪い波長の他、二酸化炭素濃度の不足、最適でない温度、不足する水分、光飽和などによって効率は大きく低下する。
それにエネルギーの全てを成長、バイオマスの増加に当てられるわけでもない。結局光エネルギーからバイオマスへの変換効率は3-6%程度である。
実際の農業においては、穀物の中でも土地あたりの収量が多いイネ科であっても1%ほどで、さらに可食部はその半分、最終的な食料への変換効率は0.5%しかない。