马铃薯是喜光作物，长日照、高强度利于光合作用。
光照不足生育期间茎叶易徒长，延迟块茎形成，短日照利于块茎形成。日照时数 11～13小时为适宜。光合强度日变化是上午高，中午和下午低。生育前期和中后期较高，中期偏低。植株叶片上午高，中下层中午高。总的看来中层叶片光合强度最强，其次是中上层叶片。
马铃薯体内干物质中90～95%是同化产物，它是马铃薯产量形成的基础。生育期间同化产物的积累、分配和转移，都直接影响产量的高低。据研究全株干物质积累总量越大，产量越高。所以，要获得高产，必须保证有强大的光合作用器官和最大的光合势。提高大气中CO2（二氧化碳）浓度可以提高光合作用强度。30℃左右是最适光合温度，光合强度达最大值。氮素能增加叶绿素含量，从而促进光合作用。合理的群体结构是获得高光合生产率和群体高产的基础。光照明显抑制块茎上芽的生长，在散射光下培育短壮芽进行催芽播种，是苗齐、苗壮达高产的一项重要措施。
此外，马铃薯是按碳三途径进行光合作用的，属碳三植物，具有光呼吸。如果能控制光呼吸，使之减少CO2的释放，就可以大大提高生产力。如现已找到的α-羟基-2-吡啶甲基碳酸能有效抑制光呼吸，净光合生产率可增高47～170%。