Keinotekoinen fotosynteesi tarkoittaa fotosynteesiä jäljittelevää teollista prosessia, jossa auringon energialla syntetisoidaan kemiallisia aineita tai luodaan sähkövirtaa. Fotosynteesin keksimisestä asti on toiveena ollut keinotekoinen kemiallinen prosessi, jossa auringon valoa energialähteenä käyttäen voitaisiin vettä hajottaa vedyksi ja hapeksi.
Tehokkaiden tietokoneiden ja tietokoneavusteisen kemiallisen ja biologisen mallinnuksen kehittyminen 2000-luvun alkuun mennessä on nopeuttanut alan tutkimusta.