พืชและพืชพรรณครอบคลุมพื้นผิวโลกประมาณ 20 เปอร์เซ็นต์และมีความจำเป็นต่อการอยู่รอดของสัตว์ พืชสังเคราะห์อาหารโดยใช้การสังเคราะห์ด้วยแสง ในระหว่างกระบวนการนี้ เม็ดสีเขียวในพืชจะจับพลังงานจากแสงอาทิตย์และเปลี่ยนเป็นน้ำตาล ทำให้พืชเป็นแหล่งอาหาร
เซลล์ภายในใบพืชมีโครงสร้างพิเศษที่เรียกว่าคลอโรพลาสต์ การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นภายในโครงสร้างเหล่านี้โดยใช้เม็ดสีพิเศษ (คลอโรฟิลล์) ซึ่งจับพลังงานจากแสงแดด การสังเคราะห์ด้วยแสงต้องใช้สารเคมีเพิ่มเติมและผลิตของเสียด้วย สมการเคมีพื้นฐานสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสงคือ:
กลูโคสเป็นน้ำตาลธรรมดาที่มีคาร์บอน 6 อะตอม ไฮโดรเจน 12 อะตอม และออกซิเจน 6 อะตอม ทั้งพืชและสัตว์ต่างใช้โมเลกุลนี้เพื่อสร้างพลังงาน ทำให้จำเป็นต่อการดำรงชีวิตบนโลก เมื่อพืชทำการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชต้องการแหล่งคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจนเพื่อผลิตกลูโคส และพืชจะได้รับองค์ประกอบเหล่านี้จากสภาพแวดล้อม ในการสร้างกลูโคสหนึ่งโมเลกุล พืชต้องดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ 6 โมเลกุลและน้ำ 6 โมเลกุล ทำให้ออกซิเจนหกอะตอมฟรี ซึ่งถูกปล่อยออกมาเป็นของเสีย
คาร์บอนไดออกไซด์คิดเป็น 0.04 เปอร์เซ็นต์ของก๊าซในชั้นบรรยากาศของโลก โมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นหนึ่งในองค์ประกอบสำคัญของกลูโคส ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอนหนึ่งอะตอมและออกซิเจนสองอะตอม การทดลองง่ายๆ แสดงให้เห็นว่าการจำกัดการสัมผัสพืชต่อคาร์บอนไดออกไซด์จะลดความสามารถในการสังเคราะห์แสงได้อย่างมาก ในทางตรงกันข้าม การเพิ่มการสัมผัสก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของพืชสามารถเพิ่มอัตราการสังเคราะห์แสงได้ โรงเรือนเชิงพาณิชย์ใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงนี้โดยการเพิ่มปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีอยู่เพื่อเร่งการเจริญเติบโตของพืช
ออกซิเจนคิดเป็นประมาณ 21 เปอร์เซ็นต์ของชั้นบรรยากาศของโลก พืชต้องการไฮโดรเจนในการสังเคราะห์แสงเมื่อมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ แหล่งไฮโดรเจนที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดบนโลกคือน้ำ และโมเลกุลนี้ประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอม แต่มีออกซิเจนหนึ่งอะตอมด้วย พืชดูดซับน้ำจากสิ่งแวดล้อมเพื่อให้ได้ไฮโดรเจนที่จำเป็น อย่างไรก็ตาม อะตอมของออกซิเจนส่วนเกินในโมเลกุลของน้ำนั้นไม่จำเป็น ดังนั้นจึงปล่อยของเสียออกสู่บรรยากาศ
