植物は、光合成と呼ばれる複雑な化学反応を利用して、光エネルギー、大気中の二酸化炭素、水から食物を作り出します。 これらのそれぞれは、他に依存して、光合成プロセスの重要な部分を実行します。 光エネルギーは太陽から、二酸化炭素は大気から簡単に吸収されますが、水が不足している場合があります。 水は水素の光合成過程で直接使用されるだけでなく、脱水を防ぐためにも使用され、植物の食物の作成の成功を間接的にサポートします。
植物の葉には気孔と呼ばれる開口部があり、ガス交換に使用されます。 光合成で水と結合した二酸化炭素は、気孔から引き込まれます。 プロセスの副産物である酸素は、蒸散と呼ばれるプロセスで水蒸気とともにこれらの開口部から放出されます。 ただし、乾季には、植物は可能な限り水分を節約する必要があります。 これを行うために、植物は気孔を閉じ、水蒸気の漏れを防ぎます。 気孔は、気孔を閉じるために水で満たされ、植物内の水分を密封する孔辺細胞を使用することによってのみ閉じることができます。
水が光合成プロセスを提供するという間接的なサポートに加えて、行われる化学反応にも必要です。 この過程で、光エネルギーはクロロフィルと呼ばれる色素と反応し、電子を励起します。 結果として生じる電荷は、光エネルギーを、ATPとしても知られるアデノシン三リン酸およびニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（NADPH）と呼ばれる化学物質に変換します。 これらの化合物は、太陽から吸収されたエネルギーを蓄えるために使用されます。 エネルギー貯蔵プロセス中に、水素と酸素で構成される水分子が分割され、これらの要素が分離されます。 次に、水素はATPとNADPHの助けを借りて二酸化炭素と結合し、植物のエネルギーとして使用される糖になります。 大気中の二酸化炭素を使用可能なエネルギーに変えるプロセスは、炭素固定と呼ばれます。