La luz solar es necesaria para la fotosíntesis porque la energía solar es lo que los cloroplastos de la planta convierten en energía química. Esta energía es necesaria para la producción de glucosa, que proporciona energía utilizable para la planta.
Los cloroplastos contienen el pigmento verde clorofila, que absorbe la luz del sol. Otros dos ingredientes requeridos para la fotosíntesis son el dióxido de carbono y el agua. La combinación de estas tres sustancias alimenta el proceso de la fotosíntesis, que produce glucosa, oxígeno y agua. La fotosíntesis ocurre principalmente en las hojas de las plantas, que contienen la mayor concentración de cloroplastos. Los poros diminutos, o estomas, también se encuentran en las hojas de la planta y absorben el dióxido de carbono del aire circundante.
Los protistas, las bacterias y las algas verde-azuladas son otros organismos que hacen la fotosíntesis para nutrirse. Además, muchos organismos forman enlaces simbióticos con organismos fotosintéticos, en su mayoría corales, anémonas de mar y esponjas. Algunos moluscos incluso almacenan cloroplastos en sus cuerpos para que puedan sobrevivir solo con la luz del sol durante varios meses. En 2010, la avispa oriental fue el primer animal descubierto que usó la fotosíntesis. La avispa convierte la luz solar en energía eléctrica. La eficiencia de la conversión de la luz solar en energía química es aproximadamente del 3 al 6 por ciento, y la energía no convertida se libera como calor. A nivel mundial, se estima que la fotosíntesis captura aproximadamente 130 teravatios de energía cada año, que es seis veces mayor que el consumo humano de energía.