光合作用的遗传学是研究光合作用的遗传控制和光合作用的遗传与变异的规律。水稻Pn的遗传主要受核基因组成所控制,质基因组虽有作用但未表现出完全的细胞质遗传现象,属数量遗传性状,控制水稻Pn的基因数目在10对以上,其广义遗传力为34.85~66.50%,狭义遗传力为24.4~34.0%。水稻叶绿素含量亦属数量遗传性状,受多基因控制,叶绿素含量的广义遗传力为33.87~81.34%,a/b比值的广义遗传力为46.72~77.27%。光呼吸速率(Pr)亦为多基因控制的数量性状,其遗传力和遗传进度皆大于Pn。在作物育种中可以直接利用光合性状选育高光效品种,也可以间接利用与光合特性相关的性状进行初选。