Multe plante, contraste, bacterii și cianobacterii pot efectua fotosinteza. Aceste organisme produc zahăr, lipide și proteine prin recoltarea energiei din lumina soarelui. Organismele fotosintetice sunt producători, deoarece își produc propria hrană.
În plante, cea mai mare parte a fotosintezei are loc în frunze și, în special, în cloroplastele în care membranele stroma și cele tiacoaice sunt cele mai active. Stroma este un strat fluid în care dioxidul de carbon din aer devine zahăr. Membranele tylakoid convertesc energia luminoasă în energie chimică. Un pigment verde, clorofila, absoarbe energia luminii de la soare. În cele din urmă, plantele produc oxigen ca produs secundar fotosintetic.Unele plante, cum ar fi țeavă indiană fantomatică, nu necesită fotosinteză. Țeava indiană obține substanțe nutritive prin ciuperci parazite. Cyanobacteria, sau algele albastru-verzui, își fac numele din phycocyanin. Ficocianina înlocuiește clorofila în aceste organisme, iar fotosinteza are loc în pliurile membranelor exterioare ale celulei, mai degrabă decât în cloroplaste. Unii contraste fotosintetice, cum ar fi euglena, conțin cloroplaste ca și plantele. Alții, cum ar fi dinoflagellatele, organisme endosibibiotice gazdă sau care obțin cloroplaste din prada pe care o consumă. Bacteriile conțin adesea bacterioclorofil. Acest compus se aseamănă cu clorofila, dar absoarbe lumina cu lungimi de undă ușor mai lungi. Spre deosebire de plante, multe bacterii nu necesită apă pentru fotosinteză. Din acest motiv, ele nu produc oxigen.
