ويعتبر هذا النوع الأكثر انتشارًا بين النباتات، ويتميز البناء الضوئي الأكسجيني بدوره الهام في موازنة دورة التنفس في الحياة، وذلك بامتصاص غاز ثاني أكسيد الكربون من الهواء وإطلاق الأكسجين في الغلاف الجوي، ومن الأمثلة على الكائنات الحية التي تقوم بهذا النوع من البناء الضوئي؛ الطحالب، والبكتيريا الزرقاء.
ومن أهمية عملية البناء الضوئي: تصنع النباتات غذائها بعملية البناء الضوئي، كما ينتج عنها غاز الأكسجين المفيد لتنفس الكائنات الحية الأخرى.
تضم أغشية التيلاكويدات المئات من ، والذي يُعرّف على أنّه صبغة ماصّة لأشعة الشمس، كما يضم الغشاء أنواعاً أخرى من الصبغات القادرة على امتصاص الضوء، وإنزيماً من مادة عضوية تُسرّع التفاعلات الكيميائية في النبات، وجزيئات أخرى ضرورية للبناء الضوئي، وعادةً ما يتمّ ترتيب هذه الأصباغ والإنزيم في نظامين اثنين، هما النظام الضوئي الأول والنظام الضوئي الثاني؛ وذلك لأنّ كلّ بلاستيدة خضراء تضمّ عشرات التيلاكويدات، وكلّ تيلاكويد يضم آلاف الأنظمة الضوئية، ممّا يعني أنّ البلاستيدة الخضراء الواحدة تضم ملايين الجزيئات الصبغية.