Rastline in vegetacija pokrivajo približno 20 odstotkov Zemljine površine in so bistvenega pomena za preživetje živali. Rastline sintetizirajo hrano s pomočjo fotosinteze. Med tem postopkom zeleni pigment v rastlinah zajame energijo sončne svetlobe in jo pretvori v sladkor, kar rastlini daje vir hrane.
Celice v listih rastlin imajo posebne strukture, imenovane kloroplasti. Fotosinteza poteka znotraj teh struktur s pomočjo posebnega pigmenta (klorofila), ki zajema energijo sončne svetlobe. Fotosinteza zahteva nekaj dodatnih kemikalij in proizvaja tudi odpadne snovi. Osnovna kemijska enačba za fotosintezo je:
Glukoza je preprost sladkor, ki vsebuje šest atomov ogljika, 12 atomov vodika in šest atomov kisika. Tako rastline kot živali uporabljajo to molekulo za ustvarjanje energije, zaradi česar je bistvena za življenje na Zemlji. Ko rastlina izvede fotosintezo, potrebuje vir ogljika, vodika in kisika za proizvodnjo glukoze in te elemente dobi iz okolice. Da bi rastlina ustvarila eno molekulo glukoze, mora absorbirati šest molekul ogljikovega dioksida in šest molekul vode. Tako ostane prostih šest atomov kisika, ki se sprostijo kot odpadki.
Ogljikov dioksid predstavlja 0,04 odstotka plinov v zemeljski atmosferi. Molekule ogljikovega dioksida, enega od gradnikov glukoze, sestavljajo en atom ogljika in dva atoma kisika. Preprosti poskusi kažejo, da omejevanje izpostavljenosti rastline ogljikovemu dioksidu drastično zmanjša njeno sposobnost fotosinteze. V nasprotju s tem pa povečanje izpostavljenosti rastline ogljikovemu dioksidu lahko poveča stopnjo fotosinteze. Komercialni rastlinjaki to izkoriščajo s povečanjem razpoložljivosti ogljikovega dioksida za pospešitev rasti rastlin.
Kisik predstavlja približno 21 odstotkov Zemljine atmosfere. Rastline potrebujejo vodik za izvedbo fotosinteze v prisotnosti plina ogljikovega dioksida. Najpogostejši vir vodika na Zemlji je voda, ki vsebuje dva atoma vodika in en atom kisika. Rastline absorbirajo vodo iz okolice, da dobijo potrebni vodik. Dodatni atom kisika v molekuli vode pa ni potreben in se zato kot odpadni produkt sprosti v ozračje.