Rostliny a vegetace pokrývají přibližně 20 procent zemského povrchu a jsou nezbytné pro přežití zvířat. Rostliny syntetizují jídlo pomocí fotosyntézy. Během tohoto procesu zachycuje zelený pigment v rostlinách energii slunečního světla a přeměňuje ji na cukr, čímž rostlině poskytuje zdroj potravy.
Buňky v listech rostlin mají speciální struktury zvané chloroplasty. Fotosyntéza probíhá v těchto strukturách pomocí speciálního pigmentu (chlorofyl), který zachycuje energii ze slunečního světla. Fotosyntéza vyžaduje další chemikálie a také produkuje odpadní produkty. Základní chemická rovnice pro fotosyntézu je:
Glukóza je jednoduchý cukr, který obsahuje šest atomů uhlíku, 12 atomů vodíku a šest atomů kyslíku. Rostliny i zvířata používají tuto molekulu k výrobě energie, což ji činí nezbytnou pro život na Zemi. Když rostlina provádí fotosyntézu, potřebuje k výrobě glukózy zdroj uhlíku, vodíku a kyslíku a tyto prvky získává ze svého okolí. K vytvoření jedné molekuly glukózy potřebuje rostlina absorbovat šest molekul oxidu uhličitého a šest molekul vody. Toto ponechává šest atomů kyslíku volných, které se uvolňují jako odpad.
Oxid uhličitý představuje 0,04 procent plynů v zemské atmosféře. Molekuly oxidu uhličitého, jeden ze stavebních kamenů glukózy, se skládají z jednoho atomu uhlíku a dvou atomů kyslíku. Jednoduché experimenty ukazují, že omezení expozice rostliny oxidu uhličitému drasticky snižuje její schopnost provádět fotosyntézu. Naproti tomu zvýšení expozice rostliny oxidu uhličitému může zvýšit rychlost fotosyntézy. Komerční skleníky tuto skutečnost využívají tím, že zvyšují dostupnost oxidu uhličitého k urychlení růstu rostlin.
Kyslík tvoří přibližně 21 procent zemské atmosféry. Rostliny vyžadují vodík k provádění fotosyntézy v přítomnosti plynného oxidu uhličitého. Nejhojnějším zdrojem vodíku na Zemi je voda a tato molekula obsahuje dva atomy vodíku, ale také jeden atom kyslíku. Rostliny absorbují vodu ze svého okolí, aby získaly potřebný vodík. Extra atom kyslíku v molekule vody však není nutný, a proto se uvolňuje jako odpadní produkt do atmosféry.
