Fotosentez, ışık içinde bulunan enerjinin, hücreler içinde işlemlere güç veren atomlar arasındaki bağların kimyasal enerjisine dönüştürüldüğü biyolojik bir süreçtir. Dünya atmosferinin ve denizlerinin oksijen içermesinin nedeni budur. Fotosentez, çeşitli tek hücreli organizmaların yanı sıra bitki hücrelerinde (kloroplast adı verilen özel organellerde) meydana gelir. Fotosentezin iki aşaması vardır: ışık tepkimeleri ve karanlık tepkimeler.
Pigmentler, ışığın belirli dalga boylarını (renklerini) yansıtan ancak diğerlerini yansıtmayan kimyasallardır. Farklı pigmentler farklı dalga boylarını yansıttığı için bu, çiçeklere çeşitli renk kombinasyonları verir. Ek olarak, farklı pigmentlerin nispi sentezindeki mevsimsel değişiklikler, sonbaharda yapraklardaki renk değişikliklerini açıklar.
Pigmentler, fotosentez mekanizmasının hayati bileşenleridir ve en önemli pigment klorofildir. Klorofil, güneş ışığından enerji yakalayan ve onu yüksek enerjili elektronlara dönüştüren büyük bir moleküldür. Bu, fotosentezin hafif reaksiyonları sırasında gerçekleşirken, yüksek enerjili elektronlar daha sonra şeker glikozunun sentezindeki karanlık reaksiyonlar sırasında kullanılır. Klorofil dışındaki pigmentler karotenoidleri (kırmızı, sarı ve turuncu) ve fikobilinleri içerir. Fikobilinler, "sinanobakteriler" olarak da bilinen "mavi-yeşil alglere" mavimsi bir renk veren fikosiyanin ve kırmızı alglere kırmızımsı bir renk veren fikoeritrin içerir.