Le piante producono il loro cibo da composti inorganici attraverso un processo chiamato fotosintesi che si svolge nelle foglie. Gli ingredienti necessari per la fotosintesi sono luce, acqua e anidride carbonica. Il tasso di fotosintesi sarà influenzato dalla quantità di questi ingredienti disponibili e dalla temperatura. I prodotti finali della fotosintesi sono l'ossigeno, che le piante rilasciano, e i carboidrati, che diventano la fonte di energia delle piante. Basandosi sulla struttura di base del glucosio, le piante usano anche la fotosintesi per creare diverse sostanze chimiche a base di carbonio più complesse essenziali per la loro crescita e sopravvivenza.

In primo luogo, l'acqua assorbita attraverso le radici sale alle foglie ed entra in cellule speciali chiamate cloroplasti. Queste cellule contengono clorofilla, un pigmento verde che dona alle foglie il loro colore riflettendo le lunghezze d'onda verdi. Ancora più importante, la clorofilla assorbe la luce nelle parti rossa e blu dello spettro e la usa per alimentare una reazione chimica cruciale. All'interno del cloroplasto, le molecole di clorofilla assorbono un singolo fotone di luce e in cambio di un elettrone. Segue una serie di reazioni chimiche, che alla fine sostituisce l'elettrone perduto dalle molecole d'acqua nella foglia. Nel processo, l'atomo di ossigeno nell'acqua si separa dagli atomi di idrogeno e si esaurisce come rifiuto. L'idrogeno rimanente viene raccolto e infine sintetizzato in una molecola di carboidrati.

Il processo che crea il cibo reale per la pianta non richiede luce, quindi si chiama reazione oscura. In un'altra parte della foglia chiamata stroma, l'anidride carbonica che è stata assorbita dall'ambiente è ridotta in carbonio e ossigeno. Ancora una volta, l'ossigeno può fuggire, ma il carbonio si combina con il prodotto finale a idrogeno del primo processo per formare uno zucchero semplice. Questi possono essere combinati o modificati per produrre quasi tutti i composti organici di cui la pianta potrebbe aver bisogno, sia per struttura che per nutrizione.

Le piante non usano direttamente l'energia della luce, ma devono convertirla in energia chimica. Della luce che colpisce una foglia, solo il 5 percento circa viene utilizzato per la fotosintesi e, di conseguenza, solo il 30-50 percento viene immagazzinato come energia chimica per la cellula. Tuttavia, la fotosintesi è un processo vitale, non solo per le piante, ma per tutti gli organismi che respirano ossigeno, compresi gli esseri umani. Gli scienziati ritengono che sia stata la fotosintesi nelle prime piante verdi e alghe a creare l'atmosfera respirabile della terra. Ancora oggi, le piante continuano a reintegrare l'ambiente, filtrando l'anidride carbonica dannosa in ossigeno vitale.