Światło jest potrzebne do fotosyntezy, ponieważ energia słoneczna jest przekształcana w energię chemiczną przez chloroplasty. Energia ta jest niezbędna do produkcji glukozy, która zapewnia energię użyteczną dla rośliny.
Chloroplasty zawierają zielony pigment chlorofil, który absorbuje światło słoneczne. Dwa inne wymagane składniki do fotosyntezy to dwutlenek węgla i woda. Połączenie tych trzech substancji napędza proces fotosyntezy, który wytwarza glukozę, tlen i wodę. Fotosynteza występuje głównie w liściach roślin, które zawierają najwyższe stężenie chloroplastów. Drobne pory lub aparaty szparkowe są również umieszczone na liściach rośliny i pochłaniają dwutlenek węgla z otaczającego powietrza.
Protiści, bakterie i niebiesko-zielone glony to inne organizmy, które fotosyntezują w celu odżywienia. Dodatkowo wiele organizmów tworzy wiązania symbiotyczne z organizmami fotosyntetycznymi, najczęściej koralowcami, ukwiałami i gąbkami. Niektóre mięczaki nawet przechowują chloroplasty w swoich ciałach, aby mogły przetrwać na słońcu przez kilka miesięcy. W roku 2010 orientalny szerszeń był pierwszym zwierzęciem odkrytym do stosowania fotosyntezy. Osa zamienia światło słoneczne w energię elektryczną. Skuteczność konwersji światła słonecznego na energię chemiczną wynosi w przybliżeniu 3 do 6 procent, a nieprzekształcona energia jest uwalniana w postaci ciepła. Szacuje się, że w skali globalnej fotosynteza pochłania około 130 terawatów energii rocznie, co jest sześciokrotnie większe niż zużycie energii przez ludzi.
