Les plantes utilisent la chlorophylle, un pigment vert responsable de la couleur de la plupart des plantes, pour absorber la lumière et produire de l'énergie chimique utilisable par photosynthèse. Les molécules de glucides sont créées à partir de l'eau et du dioxyde de carbone stocké afin de stocker l'énergie chimique. Au cours de ce processus, de l'oxygène est généralement libéré.
Les chloroplastes sont des organites cellulaires qui contiennent des protéines spécialisées appelées centres de réaction. Les centres de réaction contiennent à leur tour des pigments de chlorophylle. Chez les plantes, la plupart des chloroplastes sont contenus dans les cellules des feuilles, tandis que chez les bactéries, ils sont situés dans la membrane plasmique. Des composés supplémentaires sont créés par photosynthèse, notamment le nicotinamide adénine dinucléotide phosphate et l'adénosine triphosphate. Ces composés sont impliqués dans le transfert d'énergie. Les algues utilisent également de la chlorophylle, mais de nombreuses espèces dépendent d'autres pigments, qui donnent aux algues des couleurs autres que le vert.
On pense que certaines des premières formes de vie sur Terre étaient photosynthétiques. Les premiers organismes photosynthétiques utilisaient probablement de l'hydrogène ou du sulfure d'hydrogène au lieu de l'eau pour le don d'électrons qui est essentiel à la photosynthèse. On suppose que les cyanobactéries ont contribué à la majeure partie de l'oxygène au début de l'histoire, permettant à une vie complexe d'évoluer. Les organismes photosynthétiques produisent chaque année environ six fois plus d'énergie que toute la civilisation humaine. Environ 100 à 115 millions de tonnes de carbone sont également converties en biomasse par an par ces organismes.
