Rastline s pomočjo zapletene kemične reakcije, imenovane fotosinteza, ustvarjajo hrano iz svetlobne energije, ogljikovega dioksida iz ozračja in vode. Vsak od njih opravi kritični del procesa fotosinteze, odvisno od drugih. Čeprav lahko svetlobo enostavno absorbira sonce in ogljikov dioksid iz ozračja, je vode včasih malo. Ne samo, da se voda neposredno uporablja v procesu fotosinteze za vodik, uporablja se tudi za preprečevanje dehidracije in posredno podpira uspešno ustvarjanje hrane za rastlino.
Listi rastlin vsebujejo odprtine, imenovane stomate, ki se uporabljajo za izmenjavo plinov. Ogljikov dioksid v kombinaciji z vodo pri fotosintezi se potegne skozi ožilje. Kisik, stranski produkt postopka, se skozi te odprtine sprosti skupaj z vodno paro v procesu, imenovanem transpiracija. V sušnih obdobjih pa mora rastlina čim bolj ohranjati vlago. Da bi to storila, rastlina zapre stomo in prepreči uhajanje vodne pare. Stomate je mogoče zapreti le z uporabo varovalnih celic, ki so napolnjene z vodo, da zaprejo stomote in tesnijo vlago znotraj rastline.
Poleg posredne podpore, ki jo voda ponuja procesu fotosinteze, je nujna tudi za kemično reakcijo, ki poteka. Med tem postopkom svetlobna energija reagira s pigmentom, imenovanim klorofil, in vzbudi elektrone. Nastali naboj pretvori svetlobno energijo v kemikalije, imenovane adenozin trifosfat, znan tudi kot ATP, in nikotinamid adenin dinukleotid fosfat ali NADPH. Te kemične spojine se uporabljajo za shranjevanje energije, ki jo absorbira sonce. Med postopkom shranjevanja energije se molekule vode, ki so sestavljene iz vodika in kisika, razdelijo tako, da so ti elementi ločeni. Vodik se nato s pomočjo ATP in NADPH kombinira z ogljikovim dioksidom, da postane sladkor, ki ga rastlina uporablja kot energijo. Postopek spreminjanja ogljikovega dioksida v ozračju v uporabno obliko energije imenujemo fiksacija ogljika.