Fotosüntees on bioloogiline protsess, mille käigus valguses sisalduv energia muundatakse rakkudes töötavate aatomite vaheliste sidemete keemiliseks energiaks. See on põhjus, miks Maa atmosfäär ja mered sisaldavad hapnikku. Fotosüntees leiab aset nii ühes rakulistes organismides kui ka taimerakkudes (spetsialiseeritud organellides, mida nimetatakse kloroplastideks). Fotosünteesil on kaks etappi: valgusreaktsioonid ja tumedad reaktsioonid.
Pigmendid on kemikaalid, mis peegeldavad teatud valguse lainepikkusi (värve), kuid mitte teisi. Kuna erinevad pigmendid peegeldavad erinevat lainepikkust, annab see lilledele mitmesuguse värvikombinatsiooni. Lisaks sellele põhjustavad erinevate pigmentide suhtelise sünteesi hooajalised muutused sügisel lehtede värvimuutusi.
Pigmendid on fotosünteesi masina olulised komponendid, kõige olulisem pigment on klorofüll. Klorofüll on suur molekul, mis seob päikesevalgusest energiat ja muundab selle suure energiaga elektronideks. See juhtub fotosünteesi valgusreaktsioonide ajal, samal ajal kui suure energiaga elektrone kasutatakse pimedate reaktsioonide ajal suhkru glükoosi sünteesis. Muude pigmentide kui klorofülli hulka kuuluvad karotenoidid (mis on punased, kollased ja oranžid) ja fükobiliinid. Fükobobliinide hulka kuuluvad fikotsüaniin, mis annab sinakasvärvilisele algealle, mida tuntakse ka kui "tsüanobakteritele", sinakasvärvi ja fükoerütriin, mis annab punastele vetikatele punaka värvuse.