La photosynthèse est plus efficace aux longueurs d'onde lumineuses comprises entre 400 et 500 nanomètres et 600 à 700 nanomètres. Le pigment vert, la chlorophylle, limite l'efficacité de la photosynthèse.
La lumière visible se situe entre 400 et 700 nanomètres. Un pigment est une substance qui réfléchit certaines longueurs d'onde de la lumière visible tout en absorbant d'autres ; la couleur du pigment correspond à la longueur d'onde de la lumière qu'il réfléchit. La chlorophylle a, le pigment principal de la plupart des plantes, apparaît verte car elle réfléchit la lumière entre des longueurs d'onde de 500 à 600 nanomètres, une plage qui apparaît verte à l'œil humain. Cela signifie qu'il existe des restrictions sur l'efficacité de la photosynthèse, de sorte que la photosynthèse est beaucoup moins efficace dans la plage verte de la lumière visible. L'absorption de la lumière par la chlorophylle a et donc l'efficacité de la photosynthèse culminent à environ 450 nanomètres et 650 nanomètres. Ces longueurs d'onde correspondent à la lumière qui apparaît violet-bleu et rouge à l'œil humain.
La photosynthèse se produit toujours, bien que moins efficacement, entre 500 et 600 nanomètres. C'est parce que la chlorophylle a n'est pas le seul pigment végétal ; les pigments accessoires fournissent également une absorption supplémentaire. La chlorophylle b est également verte et absorbe approximativement les mêmes longueurs d'onde que la chlorophylle a. Les caroténoïdes, tels que les xanthophylles et les carotènes, aident les plantes à utiliser certaines des longueurs d'onde vertes que la chlorophylle ne peut pas absorber. Les xanthophylles jaunes et les carotènes oranges sont également responsables des couleurs automnales des arbres à feuilles caduques.
