Rastliny a vegetácia pokrývajú približne 20 percent zemského povrchu a sú nevyhnutné pre prežitie zvierat. Rastliny syntetizujú jedlo pomocou fotosyntézy. Počas tohto procesu zelený pigment v rastlinách zachytáva energiu slnečného žiarenia a premieňa ju na cukor, čím dáva rastline zdroj potravy.
Bunky v listoch rastlín majú zvláštne štruktúry, ktoré sa nazývajú chloroplasty. Fotosyntéza prebieha v týchto štruktúrach pomocou špeciálneho pigmentu (chlorofyl), ktorý zachytáva energiu zo slnečného žiarenia. Fotosyntéza vyžaduje ďalšie chemikálie a tiež produkuje odpadové produkty. Základná chemická rovnica pre fotosyntézu je:
Glukóza je jednoduchý cukor, ktorý obsahuje šesť atómov uhlíka, 12 atómov vodíka a šesť atómov kyslíka. Rastliny aj zvieratá používajú túto molekulu na výrobu energie, čo ju robí nevyhnutnou pre život na Zemi. Keď rastlina vykonáva fotosyntézu, potrebuje na výrobu glukózy zdroj uhlíka, vodíka a kyslíka a tieto prvky získava zo svojho okolia. Na vytvorenie jednej molekuly glukózy musí rastlina absorbovať šesť molekúl oxidu uhličitého a šesť molekúl vody. Ostáva tak voľných šesť atómov kyslíka, ktoré sa uvoľňujú ako odpad.
Oxid uhličitý predstavuje 0,04 percenta plynov v zemskej atmosfére. Molekuly oxidu uhličitého, jeden zo stavebných kameňov glukózy, pozostávajú z jedného atómu uhlíka a dvoch atómov kyslíka. Jednoduché experimenty ukazujú, že obmedzenie vystavenia rastliny oxidu uhličitému drasticky znižuje jej schopnosť uskutočňovať fotosyntézu. Naopak, zvýšenie vystavenia rastlín oxidu uhličitému môže zvýšiť rýchlosť fotosyntézy. Komerčné skleníky využívajú túto skutočnosť tým, že zvyšujú dostupnosť oxidu uhličitého na urýchlenie rastu rastlín.
Kyslík predstavuje približne 21 percent zemskej atmosféry. Rastliny vyžadujú vodík na uskutočnenie fotosyntézy v prítomnosti plynného oxidu uhličitého. Najhojnejším zdrojom vodíka na Zemi je voda a táto molekula obsahuje dva atómy vodíka, ale aj jeden atóm kyslíka. Rastliny absorbujú vodu z okolia, aby získali potrebný vodík. Extra atóm kyslíka v molekule vody však nie je potrebný, a preto sa uvoľňuje ako odpadový produkt do atmosféry.