A növényi sejtek fotoszintézisnek nevezett folyamat révén nyerik az energiát. Ez a folyamat a napenergiát használja a szén-dioxid és a víz szénhidrátok formájában történő energiává történő átalakítására. Ez egy két részből álló folyamat. Először is, a napsugárzásból származó energia csapdába esik az üzemben. Másodszor, ezt az energiát a szén-dioxid lebontására és a növényekben a fő energiamolekula, a glükóz kialakítására használják. A növények, algák és néhány baktérium fotoszintézissel hozza létre a növekedéshez, fenntartáshoz és szaporodáshoz felhasznált energiát.
A kloroplasztok olyan organellák (működő egységek a sejteken belül), ahol a fotoszintézis reakció lejátszódik. Ezek a növények levél- és őssejtjeiben elhelyezkedő organellumok fehérjében gazdag folyadékot tartalmaznak, ahol a fotoszintézis legtöbb energiarészesedési folyamata zajlik le.
A kloroplasztok belsejében a kémiai napenergia abszorbeálódik a pigmentmolekulákban, amelyek fotorendszereknek nevezett csoportokba rendeződnek. Az energiát a sejtekbe mint
fény utazik ezeken a fotorendszereken keresztül. Az energia elektronként kerül átadásra.Az egyes fotorendszerek belsejében sok pigmentmolekula található. Kétszáz klorofillnak nevezett zöld pigmentmolekula alkotja e molekulák többségét. A növény azon részeit, ahol a fotoszintézis zajlik, zöld színük alapján könnyen azonosíthatjuk. Ez a szín a fotorendszerek klorofilljának eredménye.
A kloroplasztokban gyűjtött energiát a sejtlégzés során használják fel. Sejtlégzés során a fotoszintézis során keletkező glükóz energiáját felhasználják a növekedéshez és a szaporodáshoz szükséges energiamolekulák előállítására. A légzés termékei energiamolekulák, szén-dioxid és víz. A keletkezett szén-dioxid és víz visszavezetésre kerül a kloroplasztba, ahol újra felhasználják őket fotoszintézishez. A sejtes légzés egy másik organellumban, az úgynevezett mitokondriumban megy végbe. Itt a kloroplasztban előállított glükózból nyert energiát hozzák létre és tárolják a növény későbbi felhasználására.