Фотосинтезата е биологичен процес, чрез който енергията, съдържаща се в светлината, се превръща в химическа енергия на връзките между атомите, които захранват процесите в клетките. Това е причината, поради която земната атмосфера и моретата съдържат кислород. Фотосинтезата се случва в различни едноклетъчни организми, както и в растителни клетки (в специализирани органели, наречени хлоропласти). Има два етапа на фотосинтеза: светлинните реакции и тъмните реакции.
Пигментите са химикали, които отразяват определени дължини на вълните (цветове) на светлината, но не и други. Тъй като различните пигменти отразяват различни дължини на вълните, това дава на цветята разнообразна цветова комбинация. Освен това сезонните промени в относителния синтез на различни пигменти отчитат промените в цвета на листата през есента.
Пигментите са жизненоважни компоненти на машината за фотосинтеза, като най-важният пигмент е хлорофилът. Хлорофилът е голяма молекула, която улавя енергията от слънчевата светлина и я превръща във високоенергийни електрони. Това се случва по време на светлинните реакции на фотосинтезата, докато високоенергийните електрони се използват впоследствие по време на тъмните реакции при синтеза на захарната глюкоза. Пигментите, различни от хлорофила, включват каротеноиди (които са червени, жълти и оранжеви) и фикобилини. Фикобилините включват фикоцианин, който придава синкав цвят на "синьо-зелените алгеи", известен също като "цинанобактерии" и фикоеритрин, който придава червеникав цвят на червените водорасли.