A luz solar é necessária para a fotossíntese porque a energia solar é o que é convertido em energia química pelos cloroplastos da planta. Essa energia é necessária para a produção de glicose, que fornece energia utilizável para a planta.
Os cloroplastos contêm o pigmento verde clorofila, que absorve a luz do sol. Dois outros ingredientes necessários para a fotossíntese são o dióxido de carbono e a água. A combinação dessas três substâncias alimenta o processo de fotossíntese, que produz glicose, oxigênio e água. A fotossíntese ocorre principalmente nas folhas das plantas, que contêm a maior concentração de cloroplastos. Minúsculos poros, ou estômatos, também estão localizados nas folhas da planta e absorvem dióxido de carbono do ar circundante.
Protistas, bactérias e algas verde-azuladas são outros organismos que fotossintetizam para se alimentarem. Além disso, muitos organismos formam ligações simbióticas com organismos fotossintéticos, mais comumente corais, anêmonas do mar e esponjas. Alguns moluscos até armazenam cloroplastos em seus corpos para que possam sobreviver apenas com a luz do sol por vários meses. Em 2010, a vespa oriental foi o primeiro animal descoberto a usar a fotossíntese. A vespa converte a luz do sol em energia elétrica. A eficiência da conversão da luz solar em energia química é de aproximadamente 3 a 6 por cento, com a energia não convertida sendo liberada como calor. Globalmente, estima-se que a fotossíntese capture cerca de 130 terawatts de energia a cada ano, o que é seis vezes maior do que o consumo de energia humano.