Planter fremstiller deres egen mad ud af uorganiske forbindelser gennem en proces kaldet fotosyntese, der finder sted i bladene. De nødvendige ingredienser til fotosyntese er lys, vand og kuldioxid. Hastigheden for fotosyntese vil blive påvirket af mængden af disse tilgængelige ingredienser samt temperaturen. Slutprodukterne af fotosyntese er ilt, som planterne frigiver, og kulhydrater, som bliver planternes energikilde. Baseret på den grundlæggende struktur af glukose bruger planter også fotosyntese til at skabe flere mere komplekse kulstofbaserede kemikalier, der er vigtige for deres vækst og overlevelse.
For det første stiger vand absorberet gennem rødderne op til bladene og kommer ind i specielle celler kaldet kloroplaster. Disse celler indeholder klorofyl, et grønt pigment, der giver bladene deres farve ved at reflektere grønne bølgelængder. Endnu vigtigere absorberer klorofyl lys i de røde og blå dele af spektret og bruger det til at drive en afgørende kemisk reaktion. Inde i kloroplasten absorberer klorofylmolekyler en enkelt lysfoton i bytte for en elektron. En række kemiske reaktioner følger, som i sidste ende erstatter den mistede elektron fra vandmolekyler i bladet. I processen adskilles iltatomet i vandet fra hydrogenatomer og passerer ud som affald. Det resterende brint opsamles og syntetiseres til sidst til et kulhydratmolekyle.
Processen, der skaber den egentlige mad til planten, kræver ikke lys, så det kaldes en mørk reaktion. I en anden del af bladet kaldet stroma reduceres kuldioxid, der er absorberet fra miljøet, til kulstof og ilt. Igen får iltet til at slippe ud, men kulstoffet kombineres med brint-slutproduktet fra den første proces for at danne et simpelt sukker. Disse kan kombineres eller modificeres til at producere næsten enhver organisk forbindelse, som planten muligvis har brug for, hvad enten den er til struktur eller ernæring.
Planter bruger ikke lysenergi direkte, men skal konvertere den til kemisk energi. Af lyset, der rammer et blad, bruges kun ca. 5 procent til fotosyntese, og heraf lagres kun 30 til 50 procent som kemisk energi til cellen. Alligevel er fotosyntese en vital proces, ikke kun for planter, men for alle iltåndende organismer, inklusive mennesker. Forskere mener, at det var fotosyntese i tidlige grønne planter og alger, der skabte jordens åndbare atmosfære. Selv i dag fortsætter planterne med at genopfylde miljøet og filtrerer skadelig kuldioxid i livsbærende ilt.