A növények és a növényzet a Föld felszínének körülbelül 20 százalékát borítják, és elengedhetetlenek az állatok túléléséhez. A növények fotoszintézissel szintetizálják az ételt. E folyamat során a növényekben található zöld pigment megfogja a napfény energiáját, és cukorrá alakítja, így a növény táplálékforrást kap.
A növények levelein belüli sejteknek különleges szerkezete van, az úgynevezett kloroplasztok. A fotoszintézis ezeken a struktúrákon belül zajlik le egy speciális pigment (klorofill) felhasználásával, amely megfogja a napfény energiáját. A fotoszintézis további vegyszereket igényel, és salakanyagokat is termel. A fotoszintézis alapvető kémiai egyenlete:
A glükóz egy egyszerű cukor, amely hat szénatomot, 12 hidrogénatomot és hat oxigénatomot tartalmaz. A növények és az állatok is ezt a molekulát használják energia létrehozására, ami elengedhetetlenné teszi a Földön való életet. Amikor egy növény fotoszintézist hajt végre, szén-, hidrogén- és oxigénforrásra van szüksége a glükóz előállításához, és ezeket az elemeket a környezetéből szerzi be. Egy glükózmolekula létrehozásához a növénynek hat molekula szén-dioxidot és hat molekulát kell felszívnia. Ez hat oxigénatomot hagy szabadon, amelyek hulladékként szabadulnak fel.
A szén-dioxid a Föld légkörében lévő gázok 0,04 százalékát teszi ki. A szén-dioxid-molekulák, a glükóz egyik építőköve, egy szénatomból és két oxigénatomból állnak. Egyszerű kísérletek azt mutatják, hogy egy növény szén-dioxidnak való kitettségének korlátozása drasztikusan csökkenti a fotoszintézis végrehajtásának képességét. Ezzel szemben a növény szén-dioxid-expozíciójának növelése növelheti a fotoszintézis sebességét. A kereskedelmi üvegházak kihasználják ezt a tényt azzal, hogy növelik a szén-dioxid elérhetőségét, hogy felgyorsítsák a növények növekedését.
Az oxigén a Föld légkörének körülbelül 21 százalékát teszi ki. A növényeknél hidrogén szükséges a fotoszintézis végrehajtásához szén-dioxid-gáz jelenlétében. A Földön a leggyakoribb hidrogénforrás a víz, és ez a molekula két hidrogénatomot, de egy oxigénatomot is tartalmaz. A növények felszívják a vizet a környezetükből a szükséges hidrogén megszerzéséhez. A vízmolekulában lévő extra oxigénatomra azonban nincs szükség, ezért hulladékként szabadul fel a légkörbe.