Apa este sursa atomilor de hidrogen din zaharurile create prin fotosinteza. Atat moleculele de apa cat si moleculele de dioxid de carbon sunt descompuse folosind energia soarelui si combinate in molecule de zahar ce contin carbon, hidrogen si oxigen.
Nevoia atât de dioxid de carbon, cât și de apă în plante creează complicații pentru plante în medii fierbinți și uscate, cum ar fi deșerturile. Plăcile de plante trebuie să fie deschise în atmosferă pentru a elimina dioxidul de carbon din aer, dar acest lucru permite, de asemenea, evacuarea vaporilor de apă. Plantele închid porii mici numiți stomați pe frunzele lor pentru a preveni această pierdere de apă în cea mai fierbinte parte a zilei. Dacă închiderea continuă prea mult timp, frunzele se epuizează din cauza dioxidului de carbon și fotosinteza se oprește.
În medii aride, plantele dezvoltă modalități de a compensa închiderea stomatei, astfel încât fotosinteza poate continua mai mult. Unele plante, cum ar fi crabgrass, adaugă un pas suplimentar la captarea dioxidului de carbon, ceea ce crește foarte mult eficiența. Aceste plante pot continua fotosinteza chiar și la niveluri foarte scăzute de dioxid de carbon. Alte plante, cum ar fi cactușii, trăiesc în medii uscate, încât își pot deschide stomatele doar noaptea. Aceste plante stochează dioxidul de carbon pe timp de noapte, apoi îl folosesc în timpul zilei.
