Τα φυτικά κύτταρα αποκτούν ενέργεια μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται φωτοσύνθεση. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποιεί ηλιακή ενέργεια για να μετατρέψει το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό σε ενέργεια με τη μορφή υδατανθράκων. Είναι μια διαδικασία δύο μερών. Πρώτον, η ενέργεια από την ηλιακή ακτινοβολία παγιδεύεται στο εργοστάσιο. Δεύτερον, αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται για να διασπάσει το διοξείδιο του άνθρακα και να σχηματίσει γλυκόζη, το κύριο ενεργειακό μόριο στα φυτά. Τα φυτά, τα φύκια και ορισμένα βακτήρια χρησιμοποιούν τη φωτοσύνθεση για να δημιουργήσουν ενέργεια που χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη, τη συντήρηση και την αναπαραγωγή.
Οι χλωροπλάστες είναι οργανίδια (λειτουργικές μονάδες εντός των κυττάρων) όπου λαμβάνει χώρα η αντίδραση φωτοσύνθεσης. Αυτά τα οργανίδια, που βρίσκονται στα φύλλα και τα βλαστικά κύτταρα των φυτών, περιέχουν ένα πλούσιο σε πρωτεΐνη υγρό όπου πραγματοποιούνται οι περισσότερες διαδικασίες φωτοσύνθεσης που επιτυγχάνουν ενέργεια.
Μέσα στους χλωροπλάστες, η χημική ηλιακή ενέργεια απορροφάται σε μόρια χρωστικής που είναι διατεταγμένα σε ομάδες που ονομάζονται φωτοσυστήματα. Η ενέργεια μεταφέρεται στα κύτταρα ως
το φως ταξιδεύει μέσω αυτών των φωτοσυστημάτων. Η ενέργεια μεταφέρεται ως ηλεκτρόνια.Μέσα σε κάθε φωτοσύστημα υπάρχουν πολλά μόρια χρωστικής. Διακόσια μόρια πράσινης χρωστικής που ονομάζονται χλωροφύλλη αποτελούν την πλειονότητα αυτών των μορίων. Τα μέρη ενός φυτού όπου λαμβάνει χώρα η φωτοσύνθεση αναγνωρίζονται εύκολα από το πράσινο χρώμα τους. Αυτό το χρώμα είναι το αποτέλεσμα της χλωροφύλλης στα φωτοσυστήματα.
Η ενέργεια που συλλέγεται στους χλωροπλάστες χρησιμοποιείται κατά την κυτταρική αναπνοή. Κατά τη διάρκεια της κυτταρικής αναπνοής, η ενέργεια από τη γλυκόζη που παράγεται κατά τη φωτοσύνθεση χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενεργειακών μορίων για ανάπτυξη και αναπαραγωγή. Τα προϊόντα της αναπνοής είναι ενεργειακά μόρια, διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό που παράγονται μεταφέρονται πίσω στον χλωροπλάστη όπου χρησιμοποιούνται και πάλι για φωτοσύνθεση. Η κυτταρική αναπνοή λαμβάνει χώρα σε ένα άλλο οργανικό που ονομάζεται μιτοχόνδρια. Εδώ, η ενέργεια που λαμβάνεται από τη γλυκόζη που παράγεται στον χλωροπλάστη δημιουργείται και αποθηκεύεται για μελλοντική χρήση από το φυτό.