Plantele folosesc clorofila, un pigment verde responsabil pentru culoarea majorității plantelor, pentru a absorbi lumina și a produce energie chimică utilizabilă prin fotosinteză. Moleculele de carbohidrați sunt create din depozitul de apă și dioxid de carbon pentru a stoca energia chimică. În timpul acestui proces, oxigenul este, de obicei, eliberat.
Cloroplastele sunt organele celulare care dețin proteine specializate numite centre de reacție. Centrele de reacție, la rândul lor, conțin pigmenți de clorofilă. În plante, cele mai multe cloroplaste sunt conținute în celulele frunzei, în timp ce în bacterii se află în membrana plasmatică. Compușii suplimentari sunt creați prin fotosinteză, incluzând nicotinamidă adenin dinucleotid fosfat și adenozin trifosfat. Acești compuși sunt implicați în transferul de energie. Algele folosesc și clorofila, însă multe specii se bazează pe alți pigmenți, care dau alte culori alge decât verde.
Se crede că unele dintre cele mai vechi forme de viață pe Pământ au fost fotosintetice. Cele mai vechi organisme fotosintetice au folosit probabil hidrogen sau hidrogen sulfurat în loc de apă pentru donarea de electroni, care este esențială în fotosinteză. Cyanobacterii sunt ipoteza că au contribuit cu cea mai mare parte a oxigenului în istoria timpurie, făcând posibilă evoluția unei vieți complexe. Organismele fotosintetice produc anual aproximativ șase ori mai multă energie decât întreaga civilizație umană. Aproximativ 100 până la 115 milioane de tone de carbon sunt, de asemenea, transformate în biomasă pe an de către aceste organisme.
