Güneş ışığına fotosentez gerekir, çünkü güneş enerjisi bitkinin kloroplastları tarafından kimyasal enerjiye dönüştürülür. Bu enerji, bitki için kullanılabilir enerji sağlayan glikoz üretimi için gereklidir.
Kloroplastlar, güneş ışığını emen yeşil pigment klorofil içerir. Fotosentez için gereken diğer iki bileşen karbondioksit ve sudur. Bu üç maddenin kombinasyonu, glikoz, oksijen ve su üreten fotosentez sürecini besler. Fotosentez, öncelikle en yüksek kloroplast konsantrasyonunu içeren bitkilerin yapraklarında meydana gelir. Minik gözenekler veya stomalar da bitkinin yaprakları üzerinde bulunur ve karbondioksiti çevreleyen havadan emer.
Protistler, bakteri ve mavi-yeşil algler, besin için fotosentez yapan diğer organizmalardır. Ek olarak, birçok organizma fotosentetik organizmalarla, çoğunlukla mercanlarla, deniz anemonlarıyla ve süngerlerle simbiyotik bağlar oluşturur. Bazı yumuşakçalar kloroplastları vücutlarında bile tutarlar, böylece sadece birkaç ay güneş ışığında hayatta kalabilirler. 2010 yılında, Oriental eşekarısı, fotosentez kullandığı keşfedilen ilk hayvandı. Wasp güneş ışığını elektrik enerjisine dönüştürür. Güneş ışığından kimyasal enerjiye dönüşümün verimi yaklaşık yüzde 3-6'dır ve dönüştürülmemiş enerji ısı olarak salınır. Global olarak, fotosentezin her yıl yaklaşık 130 terawatt enerji yakaladığı ve insan enerji tüketiminden altı kat daha fazla olduğu tahmin edilmektedir.
