Fotosynteza to proces biologiczny, w którym energia zawarta w świetle zamieniana jest na energię chemiczną wiązań między atomami, które przetwarzają energię w komórkach. To jest powód, dla którego atmosfera i morza Ziemi zawierają tlen. Fotosynteza zachodzi w różnych organizmach jednokomórkowych, a także w komórkach roślinnych (w wyspecjalizowanych organellach zwanych chloroplastami). Istnieją dwa etapy fotosyntezy: reakcje jasne i reakcje ciemne.
Pigmenty to substancje chemiczne, które odbijają pewne długości fal (kolory) światła, ale nie inne. Ponieważ różne pigmenty odbijają różne długości fal, daje to kwiatom różnorodne kombinacje kolorów. Dodatkowo sezonowe zmiany względnej syntezy różnych pigmentów odpowiadają za zmiany barwy liści jesienią.
Pigmenty są istotnymi składnikami maszynerii fotosyntezy, a najważniejszym pigmentem jest chlorofil. Chlorofil to duża cząsteczka, która wychwytuje energię światła słonecznego i przekształca ją w elektrony o wysokiej energii. Dzieje się tak podczas jasnych reakcji fotosyntezy, podczas gdy elektrony o wysokiej energii są następnie wykorzystywane podczas ciemnych reakcji w syntezie cukru glukozy. Pigmenty inne niż chlorofil obejmują karotenoidy (które są czerwone, żółte i pomarańczowe) oraz fikobiliny. Fikobiliny obejmują fikocyjaninę, która nadaje niebieskawy kolor „niebiesko-zielonym glonom”, znanym również jako „cyjanobakterie” i fikoerytrynę, która nadaje czerwonawy kolor czerwonym algom.