Augi un veģetācija klāj aptuveni 20 procentus no Zemes virsmas un ir būtiska dzīvnieku izdzīvošanai. Augi sintezē pārtiku, izmantojot fotosintēzi. Šī procesa laikā zaļais pigments augos uztver saules gaismas enerģiju un pārvērš to cukurā, dodot augam barības avotu.
Šūnām augu lapās ir īpašas struktūras, ko sauc par hloroplastiem. Fotosintēze notiek šajās struktūrās, izmantojot īpašu pigmentu (hlorofilu), kas uztver saules gaismas enerģiju. Fotosintēzei nepieciešamas dažas papildu ķīmiskas vielas, kā arī rodas atkritumu produkti. Fotosintēzes pamatķīmiskais vienādojums ir:
Glikoze ir vienkāršs cukurs, kas satur sešus oglekļa atomus, 12 ūdeņraža atomus un sešus skābekļa atomus. Gan augi, gan dzīvnieki izmanto šo molekulu enerģijas radīšanai, padarot to par būtisku dzīvībai uz Zemes. Kad augs veic fotosintēzi, glikozes ražošanai tam nepieciešams oglekļa, ūdeņraža un skābekļa avots, un šos elementus viņš iegūst no apkārtnes. Lai izveidotu vienu glikozes molekulu, augam jāuzņem sešas oglekļa dioksīda un sešas ūdens molekulas. Tas atstāj brīvus sešus skābekļa atomus, kas izdalās kā atkritumi.
Oglekļa dioksīds veido 0,04 procentus no Zemes atmosfērā esošajām gāzēm. Oglekļa dioksīda molekulas, kas ir viens no glikozes pamatelementiem, sastāv no viena oglekļa atoma un diviem skābekļa atomiem. Vienkārši eksperimenti pierāda, ka augu ierobežošana ar oglekļa dioksīdu krasi samazina tā spēju veikt fotosintēzi. Turpretī, palielinot augu iedarbību uz oglekļa dioksīdu, fotosintēzes ātrums var palielināties. Komerciālās siltumnīcas izmanto šo faktu, palielinot oglekļa dioksīda pieejamību, lai paātrinātu augu augšanu.
Skābeklis veido aptuveni 21 procentus no Zemes atmosfēras. Augiem ir nepieciešams ūdeņradis, lai fotosintēzi veiktu gāzes oglekļa dioksīda klātbūtnē. Visplašākais ūdeņraža avots uz Zemes ir ūdens, un šī molekula satur divus ūdeņraža atomus, bet arī vienu skābekļa atomu. Augi absorbē ūdeni no apkārtnes, lai iegūtu nepieciešamo ūdeņradi. Ūdens molekulā esošais papildu skābekļa atoms tomēr nav vajadzīgs, tāpēc tas kā atkritumi izdalās atmosfērā.
