Tumbuhan dan vegetasi menutupi sekitar 20 persen permukaan bumi dan sangat penting untuk kelangsungan hidup hewan. Tumbuhan mensintesis makanan menggunakan fotosintesis. Selama proses ini, pigmen hijau pada tanaman menangkap energi sinar matahari dan mengubahnya menjadi gula, memberikan tanaman sumber makanan.
Sel-sel di dalam daun tumbuhan memiliki struktur khusus yang disebut kloroplas. Fotosintesis terjadi di dalam struktur ini menggunakan pigmen khusus (klorofil), yang menangkap energi dari sinar matahari. Fotosintesis membutuhkan beberapa bahan kimia tambahan dan juga menghasilkan produk limbah. Persamaan kimia dasar untuk fotosintesis adalah:
Glukosa adalah gula sederhana yang mengandung enam atom karbon, 12 atom hidrogen dan enam atom oksigen. Baik tumbuhan maupun hewan menggunakan molekul ini untuk menciptakan energi, menjadikannya penting bagi kehidupan di Bumi. Ketika tanaman melakukan fotosintesis, ia membutuhkan sumber karbon, hidrogen, dan oksigen untuk menghasilkan glukosa, dan ia mendapatkan unsur-unsur ini dari sekitarnya. Untuk membuat satu molekul glukosa, tanaman perlu menyerap enam molekul karbon dioksida dan enam molekul air. Ini membuat enam atom oksigen bebas, yang dilepaskan sebagai limbah.
Karbon dioksida menyumbang 0,04 persen dari gas di atmosfer bumi. Molekul karbon dioksida, salah satu bahan penyusun glukosa, terdiri dari satu atom karbon dan dua atom oksigen. Eksperimen sederhana menunjukkan bahwa membatasi paparan tanaman terhadap karbon dioksida secara drastis mengurangi kemampuannya untuk melakukan fotosintesis. Sebaliknya, meningkatkan paparan tanaman terhadap karbon dioksida dapat meningkatkan laju fotosintesis. Rumah kaca komersial memanfaatkan fakta ini dengan meningkatkan ketersediaan karbon dioksida untuk mempercepat pertumbuhan tanaman.
Oksigen menyumbang sekitar 21 persen dari atmosfer bumi. Tanaman membutuhkan hidrogen untuk melakukan fotosintesis dengan adanya gas karbon dioksida. Sumber hidrogen yang paling melimpah di Bumi adalah air, dan molekul ini mengandung dua atom hidrogen tetapi juga satu atom oksigen. Tanaman menyerap air dari sekitarnya untuk mendapatkan hidrogen yang dibutuhkan. Atom oksigen ekstra dalam molekul air, bagaimanapun, tidak diperlukan dan karena itu dilepaskan sebagai produk limbah ke atmosfer.