Su, fotosentezin yarattığı şekerlerdeki hidrojen atomlarının kaynağıdır. Hem su molekülleri, hem de karbondioksit molekülleri, güneşten gelen enerji kullanılarak parçalanır ve karbon, hidrojen ve oksijen.
Bitkilerde hem karbondioksit hem de suya olan ihtiyaç, çöller gibi sıcak, kuru ortamlarda bitkiler için komplikasyonlar yaratır. Bitki yaprakları havadan karbondioksit almak için atmosfere açık olmalıdır, ancak bu aynı zamanda su buharının kaçmasına izin verir. Bitkiler, günün en sıcak döneminde bu su kaybını önlemek için yapraklarındaki stoma adı verilen küçük gözenekleri kapatır. Kapanma çok uzun sürerse, yapraklar karbondioksitin bitmesine neden olur ve fotosentez durur.
Kurak ortamlarda, bitkiler stomalarını kapatmayı telafi etmek için yollar geliştirir, böylece fotosentez daha uzun süre devam edebilir. Yengeç otu gibi bazı bitkiler, karbondioksit yakalamalarına ilave bir adım ekleyerek verimliliği arttırır. Bu bitkiler çok düşük karbondioksit seviyelerinde bile fotosentezi devam ettirebilirler. Kaktüsler gibi diğer bitkiler, geceleri sadece stomalarını açabilecekleri kuru ortamlarda yaşarlar. Bu bitkiler gece karbondioksit depolar, sonra gün boyunca kullanırlar.
