Au cours de la photosynthèse, la chlorophylle absorbe l'énergie lumineuse qui est utilisée pour convertir le dioxyde de carbone de l'air et l'eau du sol en glucose. L'oxygène est libéré comme sous-produit. Une partie du glucose est utilisée pour la respiration, tandis qu'une partie est convertie en amidon insoluble.
La photosynthèse se produit dans les plantes et dans certaines algues. Le processus a lieu dans les chloroplastes, principalement dans les feuilles des plantes. Le dioxyde de carbone pénètre dans les feuilles par les stomates par diffusion et l'eau est transportée vers les feuilles dans le xylème. L'énergie récoltée grâce à la réaction lumineuse est stockée en formant de l'adénosine triphosphate, ou ATP, un composé chimique utilisé pour le stockage d'énergie. Ce processus est appelé "réaction sombre" et se déroule dans le stroma. Au cours du cycle de Calvin, le dioxyde de carbone et l'énergie de l'ATP sont utilisés pour créer du sucre. L'oxygène sort des feuilles par les stomates par diffusion, tandis que la plante réutilise l'eau ou l'eau sort par les stomates sous forme de vapeur d'eau. La plante peut combiner des molécules de glucose pour former de la cellulose.
Par temps chaud et sec, les plantes gardent leurs stomates fermés pour réduire la quantité d'eau qui s'évapore. Cela se traduit par une baisse des niveaux de dioxyde de carbone dans leurs feuilles, de sorte que les plantes doivent arrêter de faire la photosynthèse. La plupart de la photosynthèse se produit dans les océans de la Terre, effectuée par des organismes tels que les algues et les diatomées.