Muchas plantas, protistas, bacterias y cianobacterias pueden realizar la fotosíntesis. Estos organismos producen azúcar, lípidos y proteínas al extraer energía de la luz solar. Los organismos fotosintéticos son productores porque producen su propio alimento.
En las plantas, la mayoría de la fotosíntesis se produce en las hojas y, específicamente, en los cloroplastos, donde el estroma y las membranas de tilacoides son los sitios de mayor actividad. El estroma es una capa fluida donde el dióxido de carbono del aire se convierte en azúcar. Las membranas tilacoides convierten la energía luminosa en energía química. Un pigmento verde, la clorofila, absorbe la energía luminosa del sol. Al final, las plantas producen oxígeno como un subproducto fotosintético.
Algunas plantas, como la pipa india blanca fantasmal, no requieren fotosíntesis. La pipa india obtiene nutrientes parasitando hongos. Las cianobacterias, o algas verde azuladas, reciben su nombre de la ficocianina. La ficocianina reemplaza la clorofila en estos organismos, y la fotosíntesis tiene lugar en los pliegues de las membranas externas de las células en lugar de en los cloroplastos. Algunos protistas fotosintéticos, como la euglena, contienen cloroplastos al igual que las plantas. Otros, como los dinoflagelados, hospedan organismos endosimbióticos u obtienen cloroplastos de las presas que consumen. Las bacterias a menudo contienen bacterioclorofila. Este compuesto se parece a la clorofila pero absorbe la luz de longitudes de onda ligeramente más largas. A diferencia de las plantas, muchas bacterias no requieren agua para que se produzca la fotosíntesis. Debido a esto, no producen oxígeno.
