O papel do H2O, ou água, na fotossíntese, é essencial para o ATP, que é o processo de energia que impulsiona a fotossíntese. Também é importante na preparação dos alimentos; átomos de hidrogênio encontrados na água constituem parte das moléculas de glicose que as plantas usam como alimento.
A fotossíntese ocorre em dois estágios, os quais requerem água.
A primeira parte da fotossíntese é ATP. A luz solar, absorvida pelos cloroplastos nas folhas da planta, divide a água em átomos de hidrogênio e oxigênio. Os átomos de hidrogênio são usados para produzir a energia química ATP, um tipo de combustível que permite às células produzirem alimentos. O oxigênio é então excretado da planta.
O segundo estágio da fotossíntese é a produção de alimentos, ou glicose, um tipo de açúcar feito de hidrogênio, carbono e oxigênio. Os átomos de hidrogênio vêm da água, enquanto o carbono e o oxigênio vêm do dióxido de carbono, que é absorvido pelos poros das folhas da planta. A água e o dióxido de carbono se combinam em uma reação química, resultando em açúcar e oxigênio. O açúcar é enviado das folhas para o resto da planta por meio de um tecido denominado "floema", que nutre a planta. O oxigênio é então liberado da planta.