Se sabe que cuando las partes verdes de las plantas son expuestas a la luz solar, bajo condiciones favorables de temperatura y humedad, el dióxido de carbono atmosférico es absorbido por las plantas y el oxígeno producido durante el proceso químico es liberado al ambiente. Este intercambio de gases que ocurre en las plantas, a diferencia de lo que ocurre en la respiración, es lo que se denomina fotosíntesis. Durante este proceso, los carbohidratos son sintetizados por medio de estructuras especializadas en el citoplasma de las células de las plantas llamadas cloroplastos, los cuales contienen no solamente la clorofila que atrapa la luz solar, sino también enzimas que catalizan la reacción. En términos simples, por cada molécula de dióxido de carbono usado, una molécula de es liberada. Aquí se presenta una ecuación química simplificada de la .
6CO2 (g) + 6 H2O (l) → C6H12O6 (g) + 6 O2 (g)
Como resultado de este proceso, la energía radiante proveniente del sol es almacenada como energía química a través de la formación de compuestos orgánicos complejos. En otras palabras, el proceso de fotosíntesis puede ser entendido como un cambio químico inducido enzimáticamente que convierte el CO2 y el H2O en una azúcar simple o , la cual a su vez sirve de bloque de construcción para estructuras más complejas como el almidón, la lignina y la celulosa. Por otra parte, el proceso de fotosíntesis, no solo proporciona el a la planta sino que también se convierte en un mecanismo que mantiene un balance de masa de los gases en la atmósfera.