Растенията и растителността покриват приблизително 20 процента от земната повърхност и са от съществено значение за оцеляването на животните. Растенията синтезират храна, използвайки фотосинтеза. По време на този процес, зеленият пигмент в растенията улавя енергията на слънчевата светлина и я превръща в захар, като дава на растението източник на храна.
Клетките в листата на растенията имат специални структури, наречени хлоропласти. Фотосинтезата се осъществява в тези структури с помощта на специален пигмент (хлорофил), който улавя енергията от слънчевата светлина. Фотосинтезата изисква някои допълнителни химикали и също така произвежда отпадъчни продукти. Основното химично уравнение за фотосинтеза е:
Глюкозата е проста захар, която съдържа шест въглеродни атома, 12 водородни атома и шест кислородни атома. Както растенията, така и животните използват тази молекула, за да създават енергия, което я прави изключително важна за живота на Земята. Когато растението извършва фотосинтеза, то се нуждае от източник на въглерод, водород и кислород, за да произвежда глюкоза и получава тези елементи от заобикалящата го среда. За да създаде една молекула глюкоза, растението трябва да абсорбира шест молекули въглероден диоксид и шест молекули вода. Това оставя шест кислородни атома свободни, които се отделят като отпадъци.
Въглеродният диоксид представлява 0,04% от газовете в земната атмосфера. Молекулите на въглеродния диоксид, един от градивните елементи на глюкозата, се състоят от един въглероден атом и два кислородни атома. Простите експерименти показват, че ограничаването на излагането на растение на въглероден диоксид драстично намалява способността му да извършва фотосинтеза. За разлика от това, увеличаването на излагането на растението на въглероден диоксид може да увеличи скоростта на фотосинтеза. Търговските оранжерии се възползват от този факт, като увеличават наличността на въглероден диоксид, за да ускорят растежа на растенията.
Кислородът представлява приблизително 21 процента от земната атмосфера. Растенията се нуждаят от водород за извършване на фотосинтеза в присъствието на въглероден диоксид газ. Най-разпространеният източник на водород на Земята е водата и тази молекула съдържа два водородни атома, но също и един кислороден атом. Растенията абсорбират вода от заобикалящата ги среда, за да получат необходимия водород. Допълнителният кислороден атом във водната молекула обаче не е необходим и следователно се отделя като отпадъчен продукт в атмосферата.
