Fotosinteza je biološki proces kojim se energija sadržana u svjetlosti pretvara u kemijsku energiju veza između atoma koje pokreću proces unutar stanica. To je razlog zašto Zemljina atmosfera i mora sadrže kisik. Fotosinteza se javlja unutar različitih jednostaničnih organizama, kao i u biljnim stanicama (u specijaliziranim organelama zvanim kloroplasti). Postoje dvije faze fotosinteze: svjetlosne i tamne reakcije.
Pigmenti su kemikalije koje odražavaju određene valne duljine (boje) svjetlosti, ali ne i druge. Budući da različiti pigmenti odražavaju različite valne duljine, to cvijeću daje raznoliku kombinaciju boja. Uz to, sezonske promjene u relativnoj sintezi različitih pigmenata objašnjavaju promjene boje u lišću tijekom jeseni.
Pigmenti su vitalne komponente strojeva fotosinteze, a najvažniji pigment je klorofil. Klorofil je velika molekula koja hvata energiju sunčeve svjetlosti i pretvara je u visokoenergijske elektrone. To se događa tijekom svjetlosnih reakcija fotosinteze, dok se visokoenergijski elektroni koriste naknadno tijekom tamnih reakcija u sintezi glukoze šećera. Pigmenti koji nisu klorofil uključuju karotenoide (koji su crveni, žuti i narančasti) i fikobilini. Fikobilini uključuju fikocijanin, koji daje plavkastu boju "plavozelenoj algi", poznatoj i kao "cinanobakterije", te fikoeritrin, koji crvenkastim algama daje crvenkastu boju.