Fotosintesis adalah proses biologis di mana energi yang terkandung dalam cahaya diubah menjadi energi kimia ikatan antara atom yang menggerakkan proses di dalam sel. Ini adalah alasan mengapa atmosfer bumi dan laut mengandung oksigen. Fotosintesis terjadi dalam berbagai organisme bersel tunggal serta dalam sel tumbuhan (dalam organel khusus yang disebut kloroplas). Ada dua tahap fotosintesis: reaksi terang dan reaksi gelap.
Pigmen adalah bahan kimia yang memantulkan panjang gelombang (warna) cahaya tertentu tetapi tidak yang lain. Karena pigmen yang berbeda mencerminkan panjang gelombang yang berbeda, ini memberikan bunga berbagai kombinasi warna. Selain itu, perubahan musiman dalam sintesis relatif berbagai pigmen menyebabkan perubahan warna pada daun selama musim gugur.
Pigmen adalah komponen vital dari mesin fotosintesis, pigmen yang paling penting adalah klorofil. Klorofil adalah molekul besar yang menangkap energi dari sinar matahari dan mengubahnya menjadi elektron berenergi tinggi. Hal ini terjadi selama reaksi terang fotosintesis, sedangkan elektron energi tinggi digunakan selanjutnya selama reaksi gelap dalam sintesis gula glukosa. Pigmen selain klorofil termasuk karotenoid (yang berwarna merah, kuning dan oranye) dan fikobilin. Phycobilins termasuk phycocyanin, yang memberi warna kebiruan pada "algea biru-hijau," juga dikenal sebagai "cynanobacteria," dan phycoerythrin, yang memberi warna kemerahan pada ganggang merah.