根据光合作用的总反应式：CO2＋H2O→CH2O＋O2
光合速率原则上可以用任何一反应物消耗速度或生成物的产生速度来表示。由于植物体内水分含量很高，而且植物随时都在不断地吸水和失水，水参与的生化反应又特多，所以实际上不能用水的含量变化来测定光合速率。在科学实验中通常用单位时间、单位叶面积上CO2吸收量或O2释放量或干物质积累量来表示光合速率。其中最常用的方法有：红外线CO2分析法、氧电极法和半叶法。以下介绍这三种方法。
⑴红外线CO2分析法红外线CO2分析仪是专门测定CO2浓度的仪器。把红外线CO2分析仪与叶室连接，叶室中放入待测的叶片，把叶室中的气体用气泵输入红外线CO2分析仪，叶室中的CO2浓度就能被红外线CO2分析仪测定和记录。因此用红外线CO2分析仪测定光照下流经叶片前后气流中CO2浓度差可计算叶片对CO2的吸收量，另测定放入叶室中叶片的面积便可计算出该叶片的光合速率。
⑵氧电极法氧电极及测氧仪是专门测定O2浓度的仪器。把氧电极与反应杯连接，反应杯溶液中放入绿色组织或光合细胞，氧电极测氧仪就能测定绿色组织或光合细胞在光下因光合作用引起溶液中氧含量的增加值，另测定放入反应杯中绿色组织或光合细胞的数量便可计算出绿色组织或光合细胞的光合放氧速率。
⑶半叶法同一叶片的中脉两侧，其内部结构，生理功能基本一致。半叶法就是沿叶脉剪取叶片的一半，放在暗中；留下另一半进行光合作用，过一定时间后取下另一半。在两个半叶上打取相同的面积，烘干称重，后者增加的重量就是在这段时间内，这部分叶片光合作用所引起的。根据照光部分干重的增量便可计算光合速率。
改良半叶法就是在半叶法的基础上采用一定的方法，如烫伤、环割等破坏叶柄叶鞘的韧皮部，阻止叶片光合产物的外运，这样就可用后来增加的重量计算出单位时间单位面积上干物质的积累量以表示光合速率。
