Le dioxyde de carbone pénètre dans la feuille par de minuscules ouvertures appelées stomates. Ces ouvertures spécialisées s'ouvrent pendant la journée pour permettre l'échange de dioxyde de carbone et d'eau dans un processus appelé transpiration.
La feuille d'une plante est protégée par une substance cireuse appelée cuticule. Cela empêche l'air, contenant du dioxyde de carbone, de pénétrer dans la feuille. Étant donné que le dioxyde de carbone est l'un des principaux composants de la photosynthèse, les feuilles des plantes se sont adaptées et ont fait évoluer ces structures hautement spécialisées pour permettre le passage du dioxyde de carbone. Dans certaines plantes autotrophes unicellulaires et marines, le dioxyde de carbone pénètre librement sans passer par aucune partie spécialisée.
