पौधे प्रकाश संश्लेषण नामक एक प्रक्रिया के माध्यम से अकार्बनिक यौगिकों से अपना भोजन बनाते हैं जो पत्तियों में होता है। प्रकाश संश्लेषण के लिए आवश्यक तत्व प्रकाश, पानी और कार्बन डाइऑक्साइड हैं। प्रकाश संश्लेषण की दर उपलब्ध इन सामग्रियों की मात्रा, साथ ही तापमान से प्रभावित होगी। प्रकाश संश्लेषण के अंतिम उत्पाद ऑक्सीजन हैं, जो पौधे छोड़ते हैं, और कार्बोहाइड्रेट, जो पौधों के लिए ऊर्जा का स्रोत बन जाते हैं। ग्लूकोज की मूल संरचना पर निर्माण करते हुए, पौधे प्रकाश संश्लेषण का उपयोग कई अधिक जटिल कार्बन-आधारित रसायनों को बनाने के लिए भी करते हैं जो उनके विकास और अस्तित्व के लिए आवश्यक हैं।
सबसे पहले, जड़ों के माध्यम से अवशोषित पानी पत्तियों तक उगता है और क्लोरोप्लास्ट नामक विशेष कोशिकाओं में प्रवेश करता है। इन कोशिकाओं में क्लोरोफिल होता है, एक हरा रंगद्रव्य जो हरे रंग की तरंग दैर्ध्य को प्रतिबिंबित करके अपना रंग देता है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि क्लोरोफिल स्पेक्ट्रम के लाल और नीले भागों में प्रकाश को अवशोषित करता है और इसका उपयोग एक महत्वपूर्ण रासायनिक प्रतिक्रिया को शक्ति देने के लिए करता है। क्लोरोप्लास्ट के अंदर, क्लोरोफिल अणु प्रकाश के एक फोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन के बदले में अवशोषित करते हैं। रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला इस प्रकार है, जो अंततः पत्ती में पानी के अणुओं से खोए हुए इलेक्ट्रॉन को बदल देती है। इस प्रक्रिया में, पानी में ऑक्सीजन परमाणु हाइड्रोजन परमाणुओं से अलग हो जाता है और अपशिष्ट के रूप में बाहर निकल जाता है। शेष हाइड्रोजन को एकत्र किया जाता है और अंततः एक कार्बोहाइड्रेट अणु में संश्लेषित किया जाता है।
पौधे के लिए वास्तविक भोजन बनाने वाली प्रक्रिया को प्रकाश की आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए इसे डार्क रिएक्शन कहा जाता है। पत्ती के एक अन्य भाग में जिसे स्ट्रोमा कहा जाता है, कार्बन डाइऑक्साइड जो पर्यावरण से अवशोषित होती है, कार्बन और ऑक्सीजन में कम हो जाती है। फिर से, ऑक्सीजन को बाहर निकलने की अनुमति दी जाती है, लेकिन कार्बन पहली प्रक्रिया के हाइड्रोजन अंत उत्पाद के साथ मिलकर एक साधारण चीनी बनाता है। संरचना या पोषण के लिए पौधे की आवश्यकता हो सकती है, लगभग किसी भी कार्बनिक यौगिक का उत्पादन करने के लिए इन्हें जोड़ा या संशोधित किया जा सकता है।
पौधे सीधे प्रकाश ऊर्जा का उपयोग नहीं करते हैं, लेकिन इसे रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करना चाहिए। एक पत्ती से टकराने वाले प्रकाश में से केवल 5 प्रतिशत प्रकाश संश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है, और उसमें से केवल 30 से 50 प्रतिशत ही कोशिका के लिए रासायनिक ऊर्जा के रूप में संग्रहित हो पाता है। फिर भी, प्रकाश संश्लेषण न केवल पौधों के लिए, बल्कि मानव सहित सभी ऑक्सीजन सांस लेने वाले जीवों के लिए एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। वैज्ञानिकों का मानना है कि शुरुआती हरे पौधों और शैवाल में प्रकाश संश्लेषण था जिसने पृथ्वी के सांस लेने योग्य वातावरण का निर्माण किया। आज भी, पौधे पर्यावरण को फिर से भरना जारी रखते हैं, हानिकारक कार्बन डाइऑक्साइड को जीवन-निर्वाह ऑक्सीजन में फ़िल्टर करते हैं।