ფოტოსინთეზი არის ბიოლოგიური პროცესი, რომლის დროსაც სინათლეში არსებული ენერგია გარდაიქმნება ატომებს შორის ბმულების ქიმიურ ენერგიად, რომლებიც ენერგიის პროცესებს ახდენს უჯრედებში. ეს არის მიზეზი, რის გამოც დედამიწის ატმოსფერო და ზღვები შეიცავს ჟანგბადს. ფოტოსინთეზი ხდება როგორც ერთუჯრედიან ორგანიზმებში, ასევე მცენარეთა უჯრედებში (სპეციალიზირებულ ორგანელებში, რომელსაც ქლოროპლასტები ეწოდება). არსებობს ფოტოსინთეზის ორი ეტაპი: სინათლის რეაქციები და ბნელი რეაქციები.
პიგმენტები არის ქიმიკატები, რომლებიც ასახავენ სინათლის გარკვეულ ტალღის სიგრძეს (ფერს), მაგრამ არა სხვა. იმის გამო, რომ სხვადასხვა პიგმენტები სხვადასხვა ტალღის სიგრძეს ასახავს, ეს ყვავილებს მრავალფეროვან ფერთა კომბინაციას ანიჭებს. გარდა ამისა, სხვადასხვა პიგმენტების ფარდობითი სინთეზის სეზონური ცვლილებები ითვალისწინებს ფოთლების ფერის ცვლილებებს შემოდგომაზე.
პიგმენტები ფოტოსინთეზის აპარატის სასიცოცხლო კომპონენტებია, ყველაზე მნიშვნელოვანი პიგმენტია ქლოროფილი. ქლოროფილი დიდი მოლეკულაა, რომელიც იღებს ენერგიას მზის სხივიდან და გარდაქმნის მას მაღალენერგეტიკულ ელექტრონებად. ეს ხდება ფოტოსინთეზის მსუბუქი რეაქციების დროს, ხოლო მაღალი ენერგიის ელექტრონები შემდგომში გამოიყენება შაქრის გლუკოზის სინთეზში მუქი რეაქციების დროს. ქლოროფილის გარდა სხვა პიგმენტებში შედის კაროტინოიდები (რომლებიც წითელი, ყვითელი და ნარინჯისფერია) და ფიკობილინები. ფიკობილინებში შედის ფიკოციანინი, რომელიც მოლურჯო ფერს ანიჭებს "ლურჯ-მწვანე ალგეას", ასევე ცნობილია როგორც "ცინანობაქტერიები" და ფიკოერინრინი, რომელიც წითელ წყალმცენარეებს მოწითალო ფერს ანიჭებს.