Fotosynthese is een biologisch proces waarbij energie in licht wordt omgezet in chemische energie van bindingen tussen atomen die processen in cellen aandrijven. Het is de reden waarom de atmosfeer en de zeeën van de aarde zuurstof bevatten. Fotosynthese vindt plaats in een verscheidenheid aan eencellige organismen en in plantencellen (in gespecialiseerde organellen die chloroplasten worden genoemd). Er zijn twee stadia van fotosynthese: de lichtreacties en de donkerreacties.
Pigmenten zijn chemicaliën die bepaalde golflengten (kleuren) van licht reflecteren, maar andere niet. Omdat verschillende pigmenten verschillende golflengten reflecteren, geeft dit bloemen een verscheidenheid aan kleurencombinaties. Bovendien zijn seizoensveranderingen in de relatieve synthese van verschillende pigmenten verantwoordelijk voor kleurveranderingen in bladeren tijdens de herfst.
De pigmenten zijn vitale componenten van de machinerie van fotosynthese, het belangrijkste pigment is chlorofyl. Chlorofyl is een groot molecuul dat energie uit zonlicht opvangt en omzet in hoogenergetische elektronen. Dit gebeurt tijdens de lichtreacties van fotosynthese, terwijl de hoogenergetische elektronen vervolgens worden gebruikt tijdens de donkerreacties bij de synthese van de suikerglucose. Andere pigmenten dan chlorofyl omvatten carotenoïden (die rood, geel en oranje zijn) en phycobilins. Phycobilins omvatten phycocyanine, dat een blauwachtige kleur geeft aan "blauwgroene algen", ook bekend als "cynanobacteriën", en phycoerythrin, dat een roodachtige kleur geeft aan rode algen.