A növények szervetlen vegyületekből készítik el saját ételeiket a levelekben zajló fotoszintézisnek nevezett folyamat révén. A fotoszintézishez szükséges összetevők: fény, víz és szén-dioxid. A fotoszintézis sebességét befolyásolja ezen összetevők elérhető mennyisége, valamint a hőmérséklet. A fotoszintézis végtermékei az oxigén, amelyet a növények felszabadítanak, és a szénhidrátok, amelyek a növények energiaforrásává válnak. A glükóz alapvető struktúrájára építve a növények fotoszintézissel számos összetettebb szénalapú vegyszert hoznak létre, amelyek elengedhetetlenek növekedésük és túlélésük szempontjából.
Először is, a gyökereken keresztül felszívódó víz a levelekhez emelkedik, és speciális sejtekbe jut, amelyeket kloroplasztoknak neveznek. Ezek a sejtek klorofillot tartalmaznak, egy zöld pigmentet, amely a levelek színét a zöld hullámhosszak tükrözésével adja. Ennél is fontosabb, hogy a klorofill elnyeli a fényt a spektrum vörös és kék részében, és ezzel döntő kémiai reakciót hajt végre. A kloroplaszt belsejében a klorofill molekulák egyetlen fényfontot vesznek fel és cserébe egy elektront. Kémiai reakciók sora következik, amely végül a levélben lévő vízmolekulákból elveszett elektront pótolja. Ennek során a vízben lévő oxigénatom elválik a hidrogénatomoktól, és hulladékként távozik. A maradék hidrogént összegyűjtik és végül szénhidrátmolekulává szintetizálják.
A tényleges táplálékot a növény számára létrehozó folyamat nem igényel fényt, ezért sötét reakciónak hívják. A levél egy másik részében, az úgynevezett sztrómában a környezetből felszívódó szén-dioxid szénné és oxigénné redukálódik. Ismét hagyjuk, hogy az oxigén távozzon, de a szén az első eljárás hidrogén-végtermékével egyesülve egyszerű cukrot képez. Ezeket kombinálva vagy módosítva szinte bármilyen szerves vegyület előállítható, amelyre a növénynek szüksége lehet, akár szerkezetileg, akár táplálkozás céljából.
A növények nem közvetlenül használják a fényenergiát, hanem kémiai energiává kell átalakítaniuk. A levélbe érő fénynek csak körülbelül 5 százaléka kerül felhasználásra a fotoszintézishez, és ennek csak 30-50 százaléka válik kémiai energiává a sejt számára. Mégis, a fotoszintézis létfontosságú folyamat, nemcsak a növények, hanem az összes oxigént lélegző szervezet számára, beleértve az embereket is. A tudósok úgy vélik, hogy a korai zöld növények és algák fotoszintézise hozta létre a föld lélegző légkörét. A növények ma is folyamatosan töltik fel a környezetet, a káros szén-dioxidot az életet fenntartó oxigénbe szűrik.
