Рослини виробляють власну їжу з неорганічних сполук шляхом процесу, який називається фотосинтезом, що відбувається в листі. Інгредієнтами, необхідними для фотосинтезу, є світло, вода та вуглекислий газ. На швидкість фотосинтезу впливатиме кількість цих інгредієнтів, а також температура. Кінцевими продуктами фотосинтезу є кисень, який рослини виділяють, і вуглеводи, які стають рослинним джерелом енергії. Спираючись на основну структуру глюкози, рослини також використовують фотосинтез, щоб створити кілька більш складних хімічних речовин на основі вуглецю, необхідних для їх росту та виживання.
Спочатку вода, яка поглинається через коріння, піднімається до листя і надходить у спеціальні клітини, які називаються хлоропластами. Ці клітини містять хлорофіл, зелений пігмент, який надає листю колір, відображаючи зелені довжини хвиль. Що ще важливіше, хлорофіл поглинає світло в червоній і синій частинах спектра і використовує його для живлення важливої хімічної реакції. Усередині хлоропласту молекули хлорофілу поглинають один фотон світла і в обмін на електрон. Потім відбувається низка хімічних реакцій, які в кінцевому підсумку заміщають втрачений електрон із молекул води в листі. У процесі цього атом кисню у воді відокремлюється від атомів водню і виходить у відходи. Залишок водню збирається і з часом синтезується в молекулу вуглеводів.
Процес, який створює фактичну їжу для рослини, не вимагає світла, тому це називається темною реакцією. В іншій частині листка, яка називається стромою, вуглекислий газ, який поглинається з навколишнього середовища, відновлюється до вуглецю та кисню. Знову ж кисню дозволяється виходити, але вуглець поєднується з кінцевим продуктом водню першого процесу, утворюючи простий цукор. Їх можна комбінувати або модифікувати для отримання майже будь-якої органічної сполуки, яка може знадобитися рослині, будь то для структури або харчування.
Рослини не використовують безпосередньо світлову енергію, але повинні перетворити її на хімічну. Зі світла, яке потрапляє на лист, лише близько 5 відсотків використовується для фотосинтезу, і лише 30-50 відсотків зберігається як хімічна енергія для клітини. Проте фотосинтез є життєво важливим процесом не тільки для рослин, але й для всіх кисневих організмів, що дихають, включаючи людей. Вчені вважають, що саме фотосинтез у ранніх зелених рослин та водоростей створив дихаючу атмосферу Землі. Навіть сьогодні рослини продовжують поповнювати довкілля, фільтруючи шкідливий вуглекислий газ у кисень, що підтримує життя.