Planten gebruiken een complexe chemische reactie genaamd fotosynthese om voedsel te maken van lichtenergie, kooldioxide uit de atmosfeer en water. Elk van deze speelt een kritiek deel van het fotosyntheseproces, afhankelijk van de andere. Terwijl de lichtenergie gemakkelijk kan worden opgenomen door de zon en koolstofdioxide uit de atmosfeer, is water soms schaars. Water wordt niet alleen direct in het fotosyntheseproces gebruikt voor zijn waterstof, het wordt ook gebruikt om uitdroging te voorkomen, indirecte ondersteuning van het succesvol creëren van voedsel voor de plant.

De bladeren van planten bevatten openingen die huidmondjes worden genoemd, worden gebruikt voor de uitwisseling van gassen. Koolstofdioxide, gecombineerd met water in fotosynthese, wordt door de huidmondjes naar binnen getrokken. Zuurstof, een bijproduct van het proces, komt via deze openingen vrij, samen met waterdamp in een proces dat transpiratie wordt genoemd. Tijdens droge seizoenen moet de plant echter zoveel mogelijk vocht besparen. Om dit te doen sluit de plant de huidmondjes af, waardoor waterdamp niet kan ontsnappen. De huidmondjes kunnen alleen worden gesloten door gebruik te maken van beschermingscellen die met water zijn gevuld om de huidmondjes te sluiten en vocht in de plant te verzegelen.

Naast de indirecte ondersteuning die water biedt voor het fotosyntheseproces, is het ook noodzakelijk voor de chemische reactie die plaatsvindt. Tijdens dit proces reageert de lichtenergie met een pigment dat chlorofyl wordt genoemd, en exciteert het de elektronen. De resulterende lading zet de lichtenergie om in chemische stoffen die adenosinetrifosfaat worden genoemd, ook bekend als ATP, en nicotinamide-adenine-dinucleotide-fosfaat, of NADPH. Deze chemische verbindingen worden gebruikt voor het opslaan van de energie die wordt geabsorbeerd door de zon. Tijdens het energieopslagproces worden watermoleculen, bestaande uit waterstof en zuurstof, opgesplitst zodat deze elementen gescheiden zijn. De waterstof wordt vervolgens gecombineerd met koolstofdioxide met behulp van ATP en NADPH, om suiker te worden, die wordt gebruikt als energie voor de plant. Het proces waarbij koolstofdioxide in de atmosfeer wordt omgezet in een bruikbare vorm van energie, wordt koolstoffixatie genoemd.