Fotosynteza to proces, który pozwala roślinom zbierać energię w świetle słonecznym i magazynować je chemicznie, wytwarzając cukry. Cukry utrzymują energię w swoich wiązaniach molekularnych; kiedy roślina rozbija te wiązania, uwalniana jest energia, którą organizm może następnie użyć. Chociaż rośliny zielone są najbardziej znanymi organizmami fotosyntetyzującymi, niektóre bakterie, algi i protisty również wykonują ten proces.
W roślinach fotosynteza odbywa się w małych organellach znajdujących się w niektórych komórkach roślin, zwanych chloroplastami. Chloroplasty są najliczniejsze w komórkach, które tworzą liście roślin, chociaż łodygi i działki mogą również zawierać niewielką liczbę organelli. Chloroplasty łączą dwutlenek węgla i wodę ze światłem słonecznym, tworząc cukry do przechowywania. W procesie rośliny produkują tlen i uwalniają niewielką ilość wchłoniętej wody.
Fotosynteza umożliwia przetrwanie większości ekosystemów wodnych i lądowych. Wszystkie ekosystemy planety wymagają napływu energii. Podczas gdy kilka gatunków bakterii może zbierać energię wiązań chemicznych, a niektóre organizmy głębinowe uzyskują energię z gradientów cieplnych znajdujących się wokół otworów geotermalnych, rośliny zielone wychwytują światło słoneczne i wykorzystują je jako źródło energii. Poprzez syntezę cukrów rośliny stają się pożywieniem dla zwierząt. W związku z tym naukowcy często nazywają rośliny producentami, a zwierzęta są konsumentami.