التركيب الضوئي (أو التمثيل أو التخليق أو البِناء الضوئي) الاصطناعي (بالإنجليزية: Artificial Photosynthesis) هو عملية كيميائية تسعى إلى محاكاة عملية التركيب الضوئي الطبيعية، التي تحول ضوء الشمس، الماء وثاني أكسيد الكربون إلى كربوهيدرات وأكسجين. يحول شطر الماء الفوتو-تحفيزي (Photocatalytic water splitting) الماء إلى هيدروجين وإلى أكسجين، ويعتبر فرع بحث محوري في مجال التركيب الضوئي الاصطناعي. يعتبر تفاعل اختزال ثاني أكسيد الكربون (المشروط بوجود الضوء)، أيضًا، تحديًا آخر في هذا المجال، إذ أنه يهدف إلى محاكاة عملية تثبيت الكربون الطبيعية (تحويل الكربون غير العضوي إلى مركبات عضوية).
يتضمن بحث هذا المجال تصميم أجهزة تعمل على إنتاج الوقود الشمسي (الناجم عن تخزين الطاقة الشمسية في الأربطة الكيميائية للوقود) بشكل مباشر، وقد يدرَج في مجال الكيمياء الإلكتروضوئية، كما ويشمل هندسة إنزيمات وكائنات مجهرية التي تعمل على إنتاج وقود ميكروبي وهيدروجين حيويين بمساعدة ضوء الشمس.