Augalų ląstelės energiją gauna per procesą, vadinamą fotosinteze. Šis procesas naudoja saulės energiją anglies dvideginiui ir vandeniui paversti energija angliavandenių pavidalu. Tai yra dviejų dalių procesas. Pirma, saulės spinduliuotės energija yra įstrigusi gamykloje. Antra, ta energija naudojama suskaidyti anglies dioksidą ir suformuoti gliukozę, pagrindinę augalų molekulę. Augalai, dumbliai ir kai kurios bakterijos naudoja fotosintezę, kad sukurtų energiją, naudojamą augimui, palaikymui ir dauginimuisi.
Chloroplastai yra organeliai (veikiantys vienetai ląstelėse), kuriuose vyksta fotosintezės reakcija. Šiuose organeliuose, esančiuose augalų lapų ir kamieninėse ląstelėse, yra daug baltymų turinčio skysčio, kuriame vyksta daugiausia energiją gaunančių fotosintezės procesų.
Chloroplastų viduje cheminė saulės energija absorbuojama pigmento molekulėse, kurios yra išdėstytos grupėmis, vadinamomis fotosistemomis. Energija ląstelėms perduodama kaip šviesos keliauja per šias fotosistemas. Energija perduodama kaip elektronai.
Kiekvienos fotosistemos viduje yra daug pigmento molekulių. Du šimtai žaliųjų pigmentų molekulių, vadinamų chlorofilu, sudaro daugumą šių molekulių. Augalo dalys, kuriose vyksta fotosintezė, lengvai identifikuojamos pagal jų žalią spalvą. Ši spalva yra chlorofilo rezultatas fotosistemose.
Chloroplastuose surinkta energija naudojama ląstelių kvėpavimo metu. Ląstelinio kvėpavimo metu fotosintezės metu gaunama gliukozės energija naudojama energijos molekulėms augti ir daugintis. Kvėpavimo produktai yra energijos molekulės, anglies dioksidas ir vanduo. Gautas anglies dioksidas ir vanduo vėl perkeliami į chloroplastą, kur jie vėl naudojami fotosintezei. Ląstelinis kvėpavimas vyksta kitoje organelėje, vadinamoje mitochondrijomis. Čia energija, gaunama iš chloroplaste pagamintos gliukozės, sukuriama ir saugoma augalui naudoti ateityje.