Cele două produse principale ale fotosintezei sunt oxigenul și zahărul. Plantele folosesc energia din soare pentru a produce aceste elemente din apă și dioxid de carbon. Oxigenul produs este emis ca produs rezidual, în timp ce zahărul este utilizat pentru a produce energie prin respirația celulară.
Fotosinteza are șase molecule de dioxid de carbon și șase de apă și utilizează energia soarelui pentru a le transforma în șase molecule de oxigen și o singură moleculă de zahăr cu structura C6H12O6. Oxigenul produs în această reacție chimică furnizează ingredientul esențial pentru respirație de către oameni și alte animale; fotosinteza este deci necesară atât pentru plante, cât și pentru animale să supraviețuiască.Fotosinteza are loc în interiorul celulelor plantei într-un material numit clorofilă. Această substanță dă plantelor culoarea lor verde. Clorofila absoarbe energia din lumina soarelui, în special din lungimile de undă roșii și albastre; lungimile de undă verde sunt reflectate departe de clorofila, dând un aspect verde. Această energie este necesară pentru a face legăturile chimice care permit fotosinteza să aibă loc.
Pentru a realiza fotosinteza, o plantă trebuie să aibă acces la apă, la lumina soarelui și la dioxidul de carbon. Cu toate acestea, mediile diferite oferă acces diferit la aceste resurse. De exemplu, plantele de deșert au acces limitat la apă. Ca urmare, plantele au evoluat pentru a-și maximiza resursele locale. Frunzele largi asigură proporții masive de suprafață la volum, asigurând accesul maxim la lumina soarelui. În mod similar, unele plante au sisteme radiculare extinse pentru a asigura un acces mai mare la apă.