Растенията използват сложна химическа реакция, наречена фотосинтеза, за да създадат храна от светлинна енергия, въглероден диоксид от атмосферата и вода. Всеки от тях изпълнява критична част от процеса на фотосинтеза, в зависимост от останалите. Докато светлинната енергия може лесно да се абсорбира от слънцето и въглеродният диоксид от атмосферата, водата понякога е оскъдна. Водата не само се използва директно в процеса на фотосинтеза за нейния водород, но се използва и за предотвратяване на дехидратация, като косвено подпомага успешното създаване на храна за растението.
Листата на растенията съдържат отвори, наречени устици, които се използват за обмен на газове. Въглеродният диоксид, комбиниран с вода при фотосинтеза, се вкарва през устицата. През тези отвори се отделя кислород, страничен продукт от процеса, заедно с водни пари в процес, наречен транспирация. През сухите сезони обаче растението трябва да съхранява влагата колкото е възможно повече. За да направи това, растението затваря устиците, предотвратявайки изтичането на водни пари. Устиците могат да бъдат затворени само чрез използване на защитни клетки, които са пълни с вода, за да затворят устиците и да запечатат влагата в растението.
В допълнение към непряката подкрепа, която водата предлага процеса на фотосинтеза, тя е необходима и за протичащата химическа реакция. По време на този процес светлинната енергия реагира с пигмент, наречен хлорофил, и възбужда електроните. Полученият заряд преобразува светлинната енергия в химикали, наречени аденозин трифосфат, известен също като АТФ, и никотинамид аденин динуклеотид фосфат или NADPH. Тези химични съединения се използват за съхраняване на енергията, погълната от слънцето. По време на процеса на съхранение на енергия молекулите на водата, които са изградени от водород и кислород, се разделят така, че тези елементи да са отделни. След това водородът се комбинира с въглероден диоксид с помощта на ATP и NADPH, за да стане захар, която се използва като енергия за растението. Процесът на превръщане на въглеродния диоксид в атмосферата в използваема форма на енергия се нарича въглеродна фиксация.