Les substances nécessaires à la photosynthèse sont l'eau, le dioxyde de carbone et la chlorophylle. Les plantes ont besoin de ces trois substances en présence de lumière pour convertir l'énergie lumineuse en énergie chimique.
Lorsque les molécules de chlorophylle des cellules végétales absorbent la lumière, elles augmentent l'énergie de certains électrons de la chlorophylle. Cela permet aux électrons de s'échapper de leurs molécules de chlorophylle.
Les molécules de chlorophylle dépourvues d'électrons attirent les électrons des atomes d'hydrogène pour prendre leur place. Ces atomes sont fournis par des molécules d'eau provenant de l'environnement, provoquant une réaction chimique dans laquelle les molécules d'eau se séparent en atomes d'oxygène, protons et électrons.
Les protons libérés par les molécules d'eau et les électrons échappés des molécules de chlorophylle réagissent les uns avec les autres pour produire de l'adénosine triphosphate et du nicotinamide adénine dinucléotide diphosphate.