As plantas usam uma reação química complexa chamada fotossíntese para criar alimentos a partir da energia da luz, dióxido de carbono da atmosfera e água. Cada um deles executa uma parte crítica do processo de fotossíntese, dependente dos outros. Embora a energia da luz possa ser facilmente absorvida do sol e o dióxido de carbono da atmosfera, a água às vezes é escassa. Não só a água é usada diretamente no processo de fotossíntese para seu hidrogênio, mas também é usada para prevenir a desidratação, indiretamente apoiando o sucesso na criação de alimentos para a planta.
As folhas das plantas contêm aberturas chamadas estômatos, que são usadas para a troca de gases. O dióxido de carbono, combinado com a água na fotossíntese, é absorvido pelos estômatos. O oxigênio, um subproduto do processo, é liberado por essas aberturas, junto com o vapor d'água em um processo chamado transpiração. Durante a estação seca, no entanto, a planta deve conservar a umidade tanto quanto possível. Para isso, a planta fecha os estômatos, evitando o escape de vapor d'água. Os estômatos só podem ser fechados com o uso de células de guarda, que são preenchidas com água para fechar os estômatos e selar a umidade dentro da planta.
Além do suporte indireto que a água oferece ao processo de fotossíntese, ela também é necessária para a reação química que ocorre. Durante esse processo, a energia da luz reage com um pigmento chamado clorofila e excita os elétrons. A carga resultante converte a energia da luz em substâncias químicas chamadas trifosfato de adenosina, também conhecido como ATP, e fosfato de dinucleotídeo de adenina nicotinamida, ou NADPH. Esses compostos químicos são usados para armazenar a energia absorvida do sol. Durante o processo de armazenamento de energia, as moléculas de água, que são compostas de hidrogênio e oxigênio, são divididas para que esses elementos sejam separados. O hidrogênio é então combinado com o dióxido de carbono com a ajuda do ATP e do NADPH, para se tornar o açúcar, que é usado como energia para a planta. O processo de transformar o dióxido de carbono na atmosfera em uma forma utilizável de energia é chamado de fixação de carbono.
