მცენარეები იყენებენ რთულ ქიმიურ რეაქციას, რომელსაც ფოტოსინთეზს უწოდებენ, ქმნიან საკვებს მსუბუქი ენერგიისგან, ნახშირორჟანგიდან ატმოსფეროდან და წყლისგან. თითოეული მათგანი ასრულებს ფოტოსინთეზის პროცესის კრიტიკულ ნაწილს, რაც დამოკიდებულია სხვაზე. მიუხედავად იმისა, რომ მსუბუქი ენერგია ადვილად შეიძლება შეიწოვება მზიდან და ნახშირორჟანგი ატმოსფეროდან, წყალი ზოგჯერ მწირია. წყალს არა მხოლოდ უშუალოდ იყენებენ მისი წყალბადის ფოტოსინთეზის პროცესში, იგი ასევე გამოიყენება დეჰიდრატაციის თავიდან ასაცილებლად, არაპირდაპირი გზით უჭერს მხარს მცენარის საკვების წარმატებით შექმნას.
მცენარეების ფოთლები შეიცავს ღიობებს, რომელსაც სტომატები ეწოდება, რომლებიც აირების გაცვლისთვის გამოიყენება. ნახშირორჟანგი, წყალთან ერთად, ფოტოსინთეზში, მიიღება სტომატოზების საშუალებით. ჟანგბადი, პროცესის სუბპროდუქტი, გამოიყოფა ამ ღიობებით, წყლის ორთქლთან ერთად პროცესში, რომელსაც ეწოდება ტრანსპირაცია. თუმცა მშრალ სეზონზე მცენარე მაქსიმალურად უნდა დაზოგოს ტენიანობას. ამისათვის მცენარე ხურავს სტომატებს, რაც ხელს უშლის წყლის ორთქლის გაქცევას. სტომატის დახურვა შესაძლებელია მხოლოდ დამცავი უჯრედების გამოყენებით, რომლებიც წყლით ივსება სტომატების დასაკეტად და მცენარის ტენიანობის დასალუქად.
გარდა იმისა, რომ წყალი გთავაზობთ ფოტოსინთეზის პროცესს, ის ასევე აუცილებელია ქიმიური რეაქციისთვის. ამ პროცესის დროს სინათლის ენერგია რეაგირებს პიგმენტთან, რომელსაც ქლოროფილი ეწოდება და ახდენს ელექტრონების აღგზნებას. შედეგად მიღებული მუხტი გარდაქმნის სინათლის ენერგიას ქიმიკატებად, რომლებსაც ეწოდება ადენოზინტრიფოსფატი, ასევე ცნობილია როგორც ATP, და ნიკოტინამიდი ადენინი დინუკლეოტიდის ფოსფატი, ან NADPH. ეს ქიმიური ნაერთები გამოიყენება მზისგან ათვისებული ენერგიის შესანახად. ენერგიის შენახვის პროცესში წყლის მოლეკულები, რომლებიც შედგება წყალბადისგან და ჟანგბადისგან, იყოფა ისე, რომ ეს ელემენტები ცალკეა. შემდეგ წყალბადის შერწყმა ხდება ნახშირორჟანგთან ATP და NADPH დახმარებით, ხდება შაქარი, რომელიც ენერგიის სახით გამოიყენება მცენარისთვის. ნახშირორჟანგის ატმოსფეროში ენერგიის გამოსაყენებელ ფორმად გადაქცევის პროცესს ნახშირბადის ფიქსაცია ეწოდება.
