Rola H2O lub wody w fotosyntezie jest kluczowa dla ATP, czyli procesu energetycznego, który napędza fotosyntezę. Jest to również ważne przy wytwarzaniu żywności; atomy wodoru znajdujące się w wodzie stanowią część cząsteczek glukozy wykorzystywanych przez rośliny jako pożywienie.
Fotosynteza przebiega w dwóch etapach, z których oba wymagają wody.
Pierwszą częścią fotosyntezy jest ATP. Światło słoneczne, wchłonięte przez chloroplasty w liściach rośliny, dzieli wodę na atomy wodoru i tlenu. Atomy wodoru są wykorzystywane do wytwarzania energii chemicznej ATP, rodzaju paliwa, które umożliwia komórkom wytwarzanie żywności. Tlen jest następnie wydalany z rośliny.
Drugi etap fotosyntezy to produkcja żywności lub glukozy, rodzaju cukru wytwarzanego z wodoru, węgla i tlenu. Atomy wodoru pochodzą z wody, podczas gdy węgiel i tlen pochodzą z dwutlenku węgla, który jest absorbowany przez pory na liściach rośliny. Woda i dwutlenek węgla łączą się w reakcji chemicznej, w wyniku czego powstaje cukier i tlen. Cukier wysyłany jest z liści do reszty rośliny poprzez tkankę zwaną "łykiem", która odżywia roślinę. Tlen jest następnie uwalniany z rośliny.