التمثيل الضوئي هو عملية بيولوجية يتم من خلالها تحويل الطاقة الموجودة في الضوء إلى طاقة كيميائية للروابط بين الذرات التي تعمل على تشغيل العمليات داخل الخلايا. هذا هو سبب احتواء الغلاف الجوي للأرض والبحار على الأكسجين. يحدث التمثيل الضوئي في مجموعة متنوعة من الكائنات وحيدة الخلية وكذلك في الخلايا النباتية (في عضيات متخصصة تسمى البلاستيدات الخضراء). هناك مرحلتان من التمثيل الضوئي: تفاعلات الضوء وردود الفعل المظلمة.
الأصباغ هي مواد كيميائية تعكس أطوال موجية معينة (ألوان) للضوء دون غيرها. نظرًا لأن الأصباغ المختلفة تعكس أطوال موجية مختلفة ، فإن هذا يعطي الزهور مجموعة متنوعة من تركيبات الألوان. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التغييرات الموسمية في التركيب النسبي للأصباغ المختلفة تفسر تغيرات اللون في الأوراق خلال الخريف.
تعتبر الأصباغ مكونات حيوية لآلية التمثيل الضوئي ، وأهمها صبغة الكلوروفيل. الكلوروفيل هو جزيء كبير يلتقط الطاقة من ضوء الشمس ويحولها إلى إلكترونات عالية الطاقة. يحدث هذا أثناء تفاعلات الضوء لعملية التمثيل الضوئي ، بينما تُستخدم الإلكترونات عالية الطاقة لاحقًا أثناء التفاعلات المظلمة في تخليق سكر الجلوكوز. تشمل الأصباغ الأخرى غير الكلوروفيل الكاروتينات (وهي حمراء وصفراء وبرتقالية) و phycobilins. تشمل Phycobilins phycocyanin ، الذي يضفي لونًا مزرقًا على "الطحالب الخضراء المزرقة" ، والمعروفة أيضًا باسم "cynanobacteria" ، و phycoerythrin ، الذي يعطي لونًا ضارب إلى الحمرة للطحالب الحمراء.