Planten en vegetatie bedekken ongeveer 20 procent van het aardoppervlak en zijn essentieel voor het voortbestaan van dieren. Planten synthetiseren voedsel met behulp van fotosynthese. Tijdens dit proces vangt het groene pigment in planten de energie van zonlicht op en zet deze om in suiker, waardoor de plant een voedselbron krijgt.
De cellen in de bladeren van planten hebben speciale structuren die chloroplasten worden genoemd. Binnen deze structuren vindt fotosynthese plaats met behulp van een speciaal pigment (chlorofyl), dat energie uit zonlicht opvangt. Fotosynthese vereist wat extra chemicaliën en produceert ook afvalproducten. De chemische basisvergelijking voor fotosynthese is:
Glucose is een eenvoudige suiker die zes koolstofatomen, 12 waterstofatomen en zes zuurstofatomen bevat. Zowel planten als dieren gebruiken dit molecuul om energie te creëren, waardoor het essentieel is voor het leven op aarde. Wanneer een plant aan fotosynthese doet, heeft hij een bron van koolstof, waterstof en zuurstof nodig om glucose te produceren en haalt hij deze elementen uit zijn omgeving. Om één molecuul glucose te maken, moet de plant zes moleculen koolstofdioxide en zes moleculen water opnemen. Hierdoor blijven zes zuurstofatomen vrij, die als afvalstof vrijkomen.
Kooldioxide is goed voor 0,04 procent van de gassen in de atmosfeer van de aarde. Kooldioxidemoleculen, een van de bouwstenen van glucose, bestaan uit één koolstofatoom en twee zuurstofatomen. Eenvoudige experimenten tonen aan dat het beperken van de blootstelling van een plant aan kooldioxide het vermogen om fotosynthese uit te voeren drastisch vermindert. Daarentegen kan het verhogen van de blootstelling van de plant aan kooldioxide de snelheid van fotosynthese verhogen. Commerciële kassen profiteren van dit feit door de beschikbaarheid van koolstofdioxide te vergroten om de groei van planten te versnellen.
Zuurstof is goed voor ongeveer 21 procent van de atmosfeer van de aarde. Planten hebben waterstof nodig om fotosynthese uit te voeren in aanwezigheid van kooldioxidegas. De meest voorkomende bron van waterstof op aarde is water, en dit molecuul bevat twee waterstofatomen maar ook één zuurstofatoom. Planten nemen water uit hun omgeving op om de benodigde waterstof te verkrijgen. Het extra zuurstofatoom in het watermolecuul is echter niet nodig en komt dus als afvalproduct in de atmosfeer terecht.