Den primære energikilde til fotosyntese er lysenergi fra solen. Planter har specialiserede molekyler kaldet klorofyler, der er indlejret i deres kloroplaster. Når lys rammer klorofylerne, absorberes energien og bruges til at drive de kemiske reaktioner, der driver fotosyntesen. Disse reaktioner splitter vandmolekyler, frigiver ilt til atmosfæren og genererer brintprotoner og elektroner. De højenergielektroner bruges derefter til at omdanne kuldioxid, taget fra atmosfæren, til sukkermolekyler under anden fase af fotosyntesen, kendt som Calvin-cyklussen.