La chlorophylle et d'autres pigments photosynthétiques (appelés phytopigments) ont des spectres distincts qui indiquent les longueurs d'onde de la lumière qu'ils absorbent pour effectuer la photosynthèse. La chlorophylle est la plus fortement absorbante de la lumière dans la région bleue, mais a également une forte absorption dans certaines parties du spectre ultraviolet. Les lumières noires émettent de la lumière ultraviolette et peuvent avoir différents effets sur la croissance des plantes.
Les lumières noires émettent un rayonnement ultraviolet dans la région UVA (longueur d'onde de 320 à 400 nanomètres) et dans la région des UVB (290 à 320 nanomètres). La chlorophylle des plantes absorbe fortement les rayons UVA de longueur d'onde plus longue. Cependant, un fort rayonnement UV peut blanchir les phytopigments. Différents types de lumière UV peuvent avoir des effets différents sur différents types de plantes.
La lumière UV, en particulier les UVB, peut provoquer des mutations de l'ADN appelées dimères de thymine. Il s'agit de dommages réversibles à l'ADN qui sont généralement automatiquement corrigés en présence de lumière blanche. Faire pousser des plantes sous des lumières noires sans lumière blanche peut être nocif pour les plantes.
Les plantes utilisent principalement la chlorophylle a pour la photosynthèse. Cependant, d'autres pigments sont également utilisés pour aider à la photosynthèse et également comme pigments photo-protecteurs. Cela se voit clairement dans les nombreuses couleurs de feuilles des plantes d'intérieur disponibles auprès des producteurs. Les plantes avec des pigments différents peuvent réagir différemment si elles sont cultivées sous une lumière noire. Les principaux types de pigments photosynthétiques sont les chlorophylles et les caroténoïdes. Il existe des centaines de types différents de ces phytopigments et ils se trouvent dans différentes espèces dans des dizaines de milliers de combinaisons différentes.
Les plantes cultivées sous lumière noire peuvent réagir en modifiant les proportions ou les quantités de leurs différents phytopigments. Par exemple, les caroténoïdes peuvent être enrichis ou appauvris en fonction de l'espèce et de la longueur d'onde de la lumière UV auxquelles les plantes sont exposées. Des composés enrichissants comme les caroténoïdes peuvent rendre la plante plus nutritive.
Plus de 97% de toute la lumière UV est filtrée naturellement dans la haute atmosphère avant d'atteindre la Terre. Presque toute la lumière UV qui atteint la Terre est des UVA. Cultiver des plantes dans des conditions de lumière noire peut être intéressant, mais c'est certainement différent des conditions que les plantes dans la nature connaîtraient. Parce que différentes espèces réagissent différemment à la lumière UV, et même à différentes longueurs d'onde de lumière UV, il est impossible de dire comment une espèce réagirait à une certaine longueur d'onde de lumière UV. Les chercheurs ont découvert, par exemple, que la croissance des plantes est considérablement augmentée en éliminant la lumière UV des sources de lumière blanche.