La fotosíntesis es un proceso biológico mediante el cual la energía contenida en la luz se convierte en energía química de enlaces entre átomos que impulsan los procesos dentro de las células. Es la razón por la que la atmósfera y los mares de la Tierra contienen oxígeno. La fotosíntesis ocurre dentro de una variedad de organismos unicelulares, así como en células vegetales (en orgánulos especializados llamados cloroplastos). Hay dos etapas de la fotosíntesis: las reacciones a la luz y las reacciones a la oscuridad.
Los pigmentos son sustancias químicas que reflejan ciertas longitudes de onda (colores) de luz, pero no otras. Debido a que los diferentes pigmentos reflejan diferentes longitudes de onda, esto le da a las flores una variedad de combinaciones de colores. Además, los cambios estacionales en la síntesis relativa de diferentes pigmentos explican los cambios de color en las hojas durante el otoño.
Los pigmentos son componentes vitales de la maquinaria de la fotosíntesis, siendo el pigmento más importante la clorofila. La clorofila es una molécula grande que captura la energía de la luz solar y la convierte en electrones de alta energía. Esto sucede durante las reacciones de luz de la fotosíntesis, mientras que los electrones de alta energía se utilizan posteriormente durante las reacciones oscuras en la síntesis del azúcar glucosa. Los pigmentos distintos de la clorofila incluyen carotenoides (que son rojos, amarillos y anaranjados) y ficobilinas. Las ficobilinas incluyen la ficocianina, que imparte un color azulado a las "algas azul verdosas", también conocidas como "cianobacterias", y la ficoeritrina, que da un color rojizo a las algas rojas.