Dwoma głównymi produktami wyjściowymi fotosyntezy są tlen i cukier. Rośliny wykorzystują energię słoneczną do produkcji tych produktów z wody i dwutlenku węgla. Wytworzony tlen emitowany jest jako produkt odpadowy, podczas gdy cukier wykorzystywany jest do produkcji energii poprzez oddychanie komórkowe.
Fotosynteza zajmuje sześć cząsteczek dwutlenku węgla i sześć cząsteczek wody i wykorzystuje energię światła słonecznego, aby przekształcić je w sześć cząsteczek tlenu i pojedynczą cząsteczkę cukru o strukturze C6H12O6. Tlen wytwarzany w tej reakcji chemicznej zapewnia niezbędny składnik do oddychania przez ludzi i inne zwierzęta; fotosynteza jest zatem niezbędna do przeżycia roślin i zwierząt.
Fotosynteza występuje wewnątrz komórek roślinnych w materiale zwanym chlorofilem. Ta substancja nadaje roślinom zielony kolor. Chlorofil pochłania energię ze światła słonecznego, szczególnie z czerwonych i niebieskich fal; zielone fale odbijają się od chlorofilu, dając zielony wygląd. Ta energia jest potrzebna do wytworzenia wiązań chemicznych, które umożliwiają przeprowadzenie fotosyntezy.
Aby osiągnąć fotosyntezę, roślina musi mieć dostęp do wody, światła słonecznego i dwutlenku węgla. Jednak różne środowiska zapewniają różny dostęp do tych zasobów. Na przykład rośliny pustynne mają bardzo ograniczony dostęp do wody. W rezultacie rośliny ewoluowały, aby zmaksymalizować ich lokalne zasoby. Szerokie liście zapewniają masywny stosunek powierzchni do objętości, zapewniając maksymalny dostęp do światła słonecznego. Podobnie, niektóre rośliny mają rozległe systemy korzeniowe zapewniające większy dostęp do wody.
