მცენარეები ქმნიან საკუთარ საკვებს არაორგანული ნაერთებისგან, პროცესში, რომელსაც უწოდებენ ფოტოსინთეზს, ხდება ფოთლებში. ფოტოსინთეზისთვის აუცილებელი ინგრედიენტებია მსუბუქი, წყალი და ნახშირორჟანგი. ფოტოსინთეზის სიჩქარეზე გავლენას მოახდენს ამ ინგრედიენტების რაოდენობა და ტემპერატურა. ფოტოსინთეზის საბოლოო პროდუქტებია ჟანგბადი, რომელსაც მცენარეები უშვებენ და ნახშირწყლები, რომლებიც მცენარეების ენერგიის წყარო ხდება. გლუკოზის ძირითად სტრუქტურაზე დაყრდნობით, მცენარეები ასევე იყენებენ ფოტოსინთეზს ნახშირბადზე დაფუძნებული რამდენიმე რთული ქიმიური ნივთიერებების შესაქმნელად, რაც აუცილებელია მათი ზრდისა და გადარჩენისთვის.
პირველ რიგში, ფესვების საშუალებით შეწოვილი წყალი იზრდება ფოთლებამდე და შედის სპეციალურ უჯრედებში, რომელსაც ქლოროპლასტები ეწოდება. ეს უჯრედები შეიცავს ქლოროფილს, მწვანე პიგმენტს, რომელიც ფოთლებს აძლევს ფერს მწვანე ტალღის სიგრძის ამსახველით. რაც უფრო მნიშვნელოვანია, ქლოროფილი შთანთქავს სინათლეს სპექტრის წითელ და ლურჯ ნაწილებში და იყენებს მას გადამწყვეტი ქიმიური რეაქციის ასამაღლებლად. ქლოროპლატის შიგნით ქლოროფილის მოლეკულები შთანთქავენ სინათლის ერთ ფოტონს და ელექტრონის სანაცვლოდ. შემდეგ მოდის ქიმიური რეაქციების სერია, რაც საბოლოოდ ანაცვლებს დაკარგული ელექტრონი ფოთოლში წყლის მოლეკულებისგან. ამ პროცესში წყალში ჟანგბადის ატომი წყდება წყალბადის ატომებისაგან და ნარჩენების სახით გადადის. დარჩენილი წყალბადის შეგროვება ხდება და საბოლოოდ სინთეზდება ნახშირწყლების მოლეკულად.
პროცესი, რომელიც მცენარის ნამდვილ საკვებს ქმნის, არ საჭიროებს სინათლეს, ამიტომ მას ბნელ რეაქციას უწოდებენ. ფოთლის სხვა ნაწილში, რომელსაც ეწოდება სტრომა, ნახშირორჟანგი, რომელიც გარემოდან შეიწოვება, ნახშირბადსა და ჟანგბადში გადაიქცევა. ისევ ჟანგბადს ნებადართულია გაქცევა, მაგრამ ნახშირბადი აერთიანებს პირველი პროცესის წყალბადის საბოლოო პროდუქტს და ქმნის უბრალო შაქარს. ეს შეიძლება იყოს შერწყმული ან შეცვლილი, რომ წარმოიქმნას თითქმის ნებისმიერი ორგანული ნაერთი, რომელიც მცენარეს შეიძლება დასჭირდეს, იქნება ეს სტრუქტურისა თუ კვებისათვის.
მცენარეები არ იყენებენ სინათლის ენერგიას პირდაპირ, მაგრამ უნდა გადააქციონ ქიმიურ ენერგიად. ფოთლიდან მოხვედრილი სინათლიდან მხოლოდ 5 პროცენტი გამოიყენება ფოტოსინთეზისთვის და აქედან მხოლოდ 30-დან 50 პროცენტი ხდება უჯრედისის ქიმიური ენერგიის შენახვა. მიუხედავად ამისა, ფოტოსინთეზი არის სასიცოცხლო პროცესი, არა მხოლოდ მცენარეებისთვის, არამედ ჟანგბადის მქონე სუნთქვის ყველა ორგანიზმისთვის, მათ შორის ადამიანისთვის. მეცნიერები თვლიან, რომ სწორედ ადრეული მწვანე მცენარეებისა და წყალმცენარეების ფოტოსინთეზამ შექმნა დედამიწის სუნთქვის ატმოსფერო. დღესაც მცენარეები აგრძელებენ გარემოს შევსებას, ფილტრავენ მავნე ნახშირორჟანგს სიცოცხლის ხანგრძლივ ჟანგბადში.