Plantencellen verkrijgen energie via een proces dat fotosynthese wordt genoemd. Dit proces maakt gebruik van zonne-energie om koolstofdioxide en water om te zetten in energie in de vorm van koolhydraten. Het is een proces in twee delen. Ten eerste wordt de energie van zonnestraling gevangen in de plant. Ten tweede wordt die energie gebruikt om koolstofdioxide af te breken en glucose te vormen, het belangrijkste energiemolecuul in planten. Planten, algen en sommige bacteriën gebruiken fotosynthese om energie te creëren die wordt gebruikt voor groei, onderhoud en reproductie.
Chloroplasten zijn organellen (functionerende eenheden in cellen) waar de fotosynthesereactie plaatsvindt. Deze organellen, die zich in de blad- en stamcellen van planten bevinden, bevatten een eiwitrijke vloeistof waar de meeste energieverkrijgende processen van fotosynthese plaatsvinden.
In de chloroplasten wordt chemische zonne-energie geabsorbeerd in pigmentmoleculen die zijn gerangschikt in groepen die fotosystemen worden genoemd. Energie wordt overgedragen aan cellen als
lichte reizen via deze fotosystemen. De energie wordt overgedragen als elektronen.Binnen elk fotosysteem bevinden zich veel pigmentmoleculen. Tweehonderd groene pigmentmoleculen, chlorofyl genaamd, vormen de meerderheid van deze moleculen. De delen van een plant waar fotosynthese plaatsvindt, zijn gemakkelijk te herkennen aan hun groene kleur. Deze kleur is het resultaat van chlorofyl in de fotosystemen.
De energie die in de chloroplasten wordt verzameld, wordt gebruikt tijdens cellulaire ademhaling. Tijdens cellulaire ademhaling wordt de energie van de glucose die tijdens fotosynthese wordt gemaakt, gebruikt om energiemoleculen te produceren voor groei en reproductie. De producten van de ademhaling zijn energiemoleculen, koolstofdioxide en water. De geproduceerde kooldioxide en water worden teruggevoerd naar de chloroplast waar ze opnieuw worden gebruikt voor fotosynthese. Cellulaire ademhaling vindt plaats in een ander organel, de mitochondriën. Hier wordt de energie die wordt verkregen uit de glucose die in de chloroplast wordt geproduceerd, gecreëerd en opgeslagen voor toekomstig gebruik door de plant.