Фотосинтеза је биолошки процес којим се енергија садржана у светлости претвара у хемијску енергију веза између атома које покрећу процесе унутар ћелија. То је разлог зашто Земљина атмосфера и мора садрже кисеоник. Фотосинтеза се јавља унутар различитих једноћелијских организама, као и у биљним ћелијама (у специјализованим органелама званим хлоропласти). Постоје две фазе фотосинтезе: светлосне и тамне реакције.
Пигменти су хемикалије које одражавају одређене таласне дужине (боје) светлости, али не и друге. Будући да различити пигменти одражавају различите таласне дужине, ово цвећу даје разнолике комбинације боја. Поред тога, сезонске промене у релативној синтези различитих пигмената објашњавају промене боје лишћа током јесени.
Пигменти су виталне компоненте машина фотосинтезе, а најважнији пигмент је хлорофил. Хлорофил је велики молекул који хвата енергију сунчеве светлости и претвара је у високоенергијске електроне. То се дешава током светлосних реакција фотосинтезе, док се високоенергетски електрони касније користе током мрачних реакција у синтези глукозе шећера. Пигменти који нису хлорофил укључују каротеноиде (који су црвени, жути и наранџасти) и фикобилини. Фикобилини укључују фикоцијанин, који даје плавкасту боју „плаво-зеленој алги“, такође познатој као „цинанобактерије“, и фикоеритрин, који црвенкастим алгама даје црвенкасту боју.