მცენარეული უჯრედები ენერგიას იღებენ პროცესის საშუალებით, რომელსაც ფოტოსინთეზი ეწოდება. ეს პროცესი იყენებს მზის ენერგიას ნახშირორჟანგისა და წყლის ნახშირწყლების სახით ენერგიად გადასაქცევად. ეს არის ორნაწილიანი პროცესი. პირველი, ენერგია მზის გამოსხივებისგან ხაფანგშია ქარხანაში. მეორეც, ეს ენერგია გამოიყენება ნახშირორჟანგის დასაშლელად და მცენარეთა მთავარი ენერგეტიკული მოლეკულის გლუკოზის შესაქმნელად. მცენარეები, წყალმცენარეები და ზოგიერთი ბაქტერია იყენებენ ფოტოსინთეზს ენერგიის შესაქმნელად, რომელიც გამოიყენება ზრდის, შენარჩუნებისა და გამრავლებისთვის.
ქლოროპლასტები არის ორგანელი (უჯრედების მოქმედი ერთეულები), სადაც ხდება ფოტოსინთეზის რეაქცია. ეს ორგანოელები, რომლებიც მცენარეთა ფოთოლსა და ღეროვან უჯრედებში მდებარეობს, შეიცავს ცილებით მდიდარ სითხეს, სადაც ხდება ფოტოსინთეზის ენერგიის მიღწევის უმეტესი პროცესები.
ქლოროპლასტების შიგნით, მზის ქიმიური ენერგია შეიწოვება პიგმენტურ მოლეკულებში, რომლებიც განლაგებულია ჯგუფებად, რომლებსაც ფოტოსისტემები ეწოდება. ენერგია გადადის უჯრედებში, როგორც მსუბუქი მოგზაურობები ამ ფოტოსისტემების საშუალებით. ენერგია ელექტრონების სახით გადადის.
თითოეული ფოტოსისტემის შიგნით ბევრი პიგმენტის მოლეკულაა. ორასი მწვანე პიგმენტის მოლეკულა, რომელსაც ქლოროფილი ეწოდება, ამ მოლეკულების უმეტესობას შეადგენს. მცენარის ის ნაწილები, სადაც ხდება ფოტოსინთეზი, ადვილად იდენტიფიცირდება მათი მწვანე ფერის მიხედვით. ეს ფერი არის ფოტოსისტემების ქლოროფილის შედეგი.
ქლოროპლასტებში შეგროვებული ენერგია გამოიყენება უჯრედული სუნთქვის დროს. ფიჭური სუნთქვის დროს, ფოტოსინთეზის დროს მიღებული გლუკოზის ენერგია გამოიყენება ენერგიის მოლეკულების წარმოსაქმნელად ზრდისა და გამრავლებისთვის. სუნთქვის პროდუქტებია ენერგიის მოლეკულები, ნახშირორჟანგი და წყალი. ნახშირორჟანგი და წარმოებული წყალი უბრუნდება ქლოროპლასტს, სადაც კვლავ იყენებენ ფოტოსინთეზისთვის. უჯრედული სუნთქვა ხდება სხვა ორგანელში, რომელსაც მიტოქონდრია ეწოდება. აქ ქლოროპლასტში წარმოქმნილი გლუკოზისგან მიღებული ენერგია იქმნება და ინახება მცენარის მიერ შემდგომი გამოყენებისათვის.