Fotosintezė yra biologinis procesas, kurio metu šviesoje esanti energija paverčiama chemine ryšių tarp atomų, veikiančių ląstelėse, energija. Tai yra priežastis, kodėl Žemės atmosferoje ir jūrose yra deguonies. Fotosintezė vyksta įvairiuose vienaląsčiuose organizmuose, taip pat augalų ląstelėse (specializuotose organelėse, vadinamose chloroplastais). Yra dvi fotosintezės stadijos: šviesos reakcijos ir tamsios reakcijos.
Pigmentai yra chemikalai, kurie atspindi tam tikrus šviesos bangos ilgius (spalvas), bet ne kitus. Kadangi skirtingi pigmentai atspindi skirtingus bangos ilgius, tai suteikia gėlėms įvairių spalvų derinių. Be to, sezoniniai skirtingų pigmentų sintezės pokyčiai lemia lapų spalvos pokyčius rudens metu.
Pigmentai yra gyvybiškai svarbūs fotosintezės mechanizmų komponentai, svarbiausias pigmentas yra chlorofilas. Chlorofilas yra didelė molekulė, kuri sulaiko saulės spindulių energiją ir paverčia ją didelės energijos elektronais. Tai vyksta fotosintezės šviesos reakcijų metu, o didelės energijos elektronai vėliau naudojami tamsiose reakcijose sintezuojant gliukozės kiekį cukrumi. Tarp pigmentų, išskyrus chlorofilą, yra karotinoidų (kurie yra raudoni, geltoni ir oranžiniai) ir fikobilinų. Tarp fizikobilinų yra fikocianinas, suteikiantis melsvą spalvą „mėlynai žaliai algėjai“, dar vadinamoms „cinanobakterijomis“, ir fikoeritrinas, raudoniesiems dumbliams suteikiantis rausvą spalvą.