Характерний для вищих рослин, водоростей, багатьох протистів та ціанобактерій.
Вони вже вміють поглинати вуглекислий газ і виготовляти з нього органічні речовини, але кисень вони не виділяють. Типовий фотосинтез з киснем, який ми всі знаємо, вміють здійснювати вищі рослини, наземні рослини, водорості та ціанобактерії, які перші його і придумали.
Ціанобактерії, які першими винайшли оксигенний фотосинтез, стали причиною збагачення усієї атмосфери Землі киснем, завдяки якому з'явилося аеробне дихання. За час свого довгого існування на землі різні класи ціанобактерії тричі незалежно винаходили кисневе дихання.