Les plantes utilisent une réaction chimique complexe appelée photosynthèse pour créer de la nourriture à partir de l'énergie lumineuse, du dioxyde de carbone de l'atmosphère et de l'eau. Chacun d'entre eux effectue une partie critique du processus de photosynthèse, en fonction des autres. Alors que l'énergie lumineuse peut être facilement absorbée par le soleil et le dioxyde de carbone de l'atmosphère, l'eau est parfois rare. Non seulement l'eau est utilisée directement dans le processus de photosynthèse pour son hydrogène, mais elle sert également à prévenir la déshydratation, ce qui favorise indirectement la création de nourriture pour la plante.
Les feuilles des plantes contiennent des ouvertures appelées stomates, sont utilisés pour l'échange de gaz. Le dioxyde de carbone, combiné avec l'eau dans la photosynthèse, est aspiré à travers les stomates. L'oxygène, un sous-produit du processus, est libéré par ces ouvertures, avec de la vapeur d'eau dans un processus appelé transpiration. Pendant les saisons sèches, cependant, l'usine doit conserver l'humidité autant que possible. Pour ce faire, l'usine ferme les stomates, empêchant l'échappement de la vapeur d'eau. Les stomates ne peuvent être fermés que par l'utilisation de cellules de garde, qui sont remplies d'eau pour fermer les stomates et sceller l'humidité dans la plante.
En plus du soutien indirect que l'eau offre au processus de photosynthèse, elle est également nécessaire pour la réaction chimique qui a lieu. Pendant ce processus, l'énergie lumineuse réagit avec un pigment appelé chlorophylle et excite les électrons. La charge résultante convertit l'énergie lumineuse en produits chimiques appelés adénosine triphosphate, également connu sous le nom d'ATP, et le nicotinamide adénine dinucléotide phosphate, ou NADPH. Ces composés chimiques sont utilisés pour stocker l'énergie absorbée par le soleil. Pendant le processus de stockage d'énergie, les molécules d'eau, qui sont composées d'hydrogène et d'oxygène, sont séparées de sorte que ces éléments sont séparés. L'hydrogène est ensuite combiné avec du dioxyde de carbone à l'aide d'ATP et de NADPH, pour devenir du sucre, qui est utilisé comme énergie pour la plante. Le processus de transformation du dioxyde de carbone dans l'atmosphère en une forme d'énergie utilisable s'appelle la fixation du carbone.
