As plantas usam clorofila, um pigmento verde responsável pela cor da maioria das plantas, para absorver luz e produzir energia química utilizável por meio da fotossíntese. Moléculas de carboidratos são criadas a partir do armazenamento de água e dióxido de carbono para armazenar a energia química. Durante esse processo, o oxigênio geralmente é liberado.
Os cloroplastos são organelas celulares que contêm proteínas especializadas chamadas centros de reação. Os centros de reação, por sua vez, contêm pigmentos de clorofila. Nas plantas, a maioria dos cloroplastos está contida nas células da folha, enquanto nas bactérias eles estão localizados na membrana plasmática. Compostos adicionais são criados por fotossíntese, incluindo fosfato de dinucleotídeo de nicotinamida adenina e trifosfato de adenosina. Esses compostos estão envolvidos na transferência de energia. As algas também usam clorofila, mas muitas espécies dependem de outros pigmentos, que dão às algas cores diferentes do verde.
Acredita-se que algumas das primeiras formas de vida na Terra eram fotossintéticas. Os primeiros organismos fotossintéticos provavelmente usaram hidrogênio ou sulfeto de hidrogênio em vez de água para a doação de elétrons, que é essencial na fotossíntese. Acredita-se que as cianobactérias tenham contribuído com a maior parte do oxigênio no início da história, tornando possível a evolução de vidas complexas. Organismos fotossintéticos produzem aproximadamente seis vezes mais energia do que toda a civilização humana anualmente. Cerca de 100 a 115 milhões de toneladas de carbono também são convertidas em biomassa por ano por esses organismos.
