Rostliny používají složitou chemickou reakci zvanou fotosyntéza k vytvoření potravy ze světelné energie, oxidu uhličitého z atmosféry a vody. Každý z nich provádí kritickou část procesu fotosyntézy, v závislosti na ostatních. Zatímco světelnou energii lze snadno absorbovat ze slunce a oxid uhličitý z atmosféry, vody je někdy málo. Voda se nejen používá přímo v procesu fotosyntézy na svůj vodík, ale také se používá k prevenci dehydratace, což nepřímo podporuje úspěšné vytváření potravy pro rostlinu.
Listy rostlin obsahují otvory zvané průduchy, které se používají k výměně plynů. Oxid uhličitý, kombinovaný s vodou při fotosyntéze, je nasáván přes průduchy. Kyslík, vedlejší produkt procesu, se uvolňuje těmito otvory spolu s vodní párou v procesu zvaném transpirace. Během období sucha však musí rostlina co nejvíce chránit vlhkost. Za tímto účelem rostlina uzavře průduchy a zabrání úniku vodní páry. Průduchy lze uzavřít pouze pomocí ochranných buněk, které jsou naplněny vodou k uzavření průduchů a utěsnění vlhkosti v rostlině.
Kromě nepřímé podpory, kterou voda nabízí proces fotosyntézy, je nezbytná také chemická reakce, která probíhá. Během tohoto procesu světelná energie reaguje s pigmentem zvaným chlorofyl a excituje elektrony. Výsledný náboj přeměňuje světelnou energii na chemikálie zvané adenosintrifosfát, také známý jako ATP, a nikotinamidadeninindinukleotidfosfát nebo NADPH. Tyto chemické sloučeniny se používají k ukládání energie absorbované ze slunce. Během procesu skladování energie jsou molekuly vody, které jsou tvořeny vodíkem a kyslíkem, rozděleny tak, aby byly tyto prvky oddělené. Vodík je poté kombinován s oxidem uhličitým pomocí ATP a NADPH, aby se stal cukr, který se používá jako energie pro rostlinu. Proces přeměny oxidu uhličitého v atmosféře na použitelnou formu energie se nazývá fixace uhlíku.
