Planter bruger en kompleks kemisk reaktion kaldet fotosyntese til at skabe mad fra lysenergi, kuldioxid fra atmosfæren og vand. Hver af disse udfører en kritisk del af fotosyntese processen afhængig af de andre. Mens lysenergi let kan absorberes fra solen og kuldioxid fra atmosfæren, er vand undertiden knappe. Ikke kun bruges vand direkte i fotosyntese til dets brint, det bruges også til at forhindre dehydrering, hvilket indirekte understøtter en vellykket oprettelse af mad til planten.
Plantenes blade indeholder åbninger kaldet stomata, som bruges til udveksling af gasser. Kuldioxid kombineret med vand i fotosyntese trækkes ind gennem stomataen. Ilt, et biprodukt af processen, frigives gennem disse åbninger sammen med vanddamp i en proces kaldet transpiration. I tørre årstider skal planten dog bevare fugt så meget som muligt. For at gøre dette lukker planten stomataen og forhindrer udslip af vanddamp. Stomata kan kun lukkes ved hjælp af beskyttelsesceller, der er fyldt med vand for at lukke stomataen og forsegle fugt i planten.
Ud over den indirekte støtte, som vand tilbyder fotosyntese processen, er det også nødvendigt for den kemiske reaktion, der finder sted. Under denne proces reagerer lysenergien med et pigment kaldet klorofyl og ophidser elektronerne. Den resulterende ladning omdanner lysenergien til kemikalier kaldet adenosintrifosfat, også kendt som ATP, og nicotinamidadenindinukleotidphosphat eller NADPH. Disse kemiske forbindelser bruges til at lagre den energi, der absorberes fra solen. Under energilagringsprocessen opdeles vandmolekyler, der består af brint og ilt, så disse grundstoffer er adskilte. Brintet kombineres derefter med kuldioxid ved hjælp af ATP og NADPH for at blive sukker, der bruges som energi til planten. Processen med at omdanne kuldioxid i atmosfæren til en anvendelig form for energi kaldes kulstoffiksering.
