理想的群体：①处于生长繁茂时期，密度、结构、株形等都最适于接受和分配阳光。②高光效植物为无光呼吸消耗的碳四植物。③适于生长的最佳环境因素包括气温在最适宜范围之内，水分充足但不过多，一般以土壤田间持水量的70%为水分湿润状态，养分充足，选用优良品种，且有优良的耕作、管理水平。④植物生物产量不受其他自然条件的制约，仅由太阳辐射能量决定，即各项因素都不是产量形成的障碍性因素时植物的最大可能产量。

光合潜力由光合作用中能量转换规律及群体的生态条件所决定。群体生态条件因子有：①群体漏射及透射于土面上的光能。②投射于植物体非光合器官上的光能。③群体反射光能。这3项均未被用于光合作用的能量应予扣除。计算植物的光合作用对光能的转换效率时考虑的因素有：①太阳总辐射中光量子能量（或称可见光，波长400～700纳米）所占的比例，为0.47～0.5，仅光量子能量才能被作物吸收用于光合作用。②可见光每焦耳能量中含有的量子摩尔数。③合成1摩尔碳水化合物需要的光量子数。④呼吸消耗。⑤干植物质中含有的无机养分。⑥植物中（包括根、茎、叶、籽粒、果实肉）包含的水分。光合潜力的最终计算形式为：将太阳总辐射能（焦耳/厘米2·年）乘以系数2.18×10^-5。随研究工作的深入，对碳三植物的光合潜力也进行计算，但需将光呼吸的消耗扣除。

中国于20世纪70年代初开始研究中国光合潜力，并与20世纪80年代初绘出了中国第一幅光合潜力分布图。光合潜力的高值区在西部，可高达15万千克/公顷；东部的光合潜力值普遍低于西部，仅0.9万～1.0万千克/公顷。造成这种差异的原因是光合潜力计算中未考虑实际阻碍生物量形成的水分、温度、养分等条件。光合潜力概念的提出，将植物生理生态学的研究结果与地理环境中物质、能量转换及分布规律的研究融为一体，不仅提出植物生产的理论上限，还有一定的应用价值。