A energia necessária para realizar a fotossíntese é a luz—tipicamente radiação do sol. As partículas eletromagnéticas são chamadas de fotões e carregam uma quantidade definida de energia, dependente do comprimento de onda. Todos os comprimentos de onda estão dentro de um alcance chamado espectro eletromagnético. As plantas realizam fotossíntese usando comprimentos de onda que variam entre 400 e 700 nm. Elas usam principalmente um pigmento chamado clorofila a que absorve luz vermelha e azul e reflete a luz verde, por isso as folhas parecem verdes.
Um fotão é uma partícula eletromagnética discreta ou feixe de energia. Está sempre em movimento e viaja à velocidade da luz. Os fotões são caracterizados pela sua frequência, comprimento de onda e amplitude, semelhante às propriedades de uma onda. Ondas com frequências mais altas transmitem mais energia e têm comprimentos de onda mais curtos do que comprimentos de onda mais longos que transmitem menos energia e têm frequências mais baixas. O alcance de todos os comprimentos de onda possíveis é conhecido como espectro eletromagnético.
Para a maioria dos organismos, a fotossíntese conta com um pequeno segmento do espectro eletromagnético—ou seja, a porção visível que varia entre 400 e 700 nanómetros, do azul ao verde ao vermelho. No entanto, alguns organismos podem realizar fotossíntese usando luz infravermelha.
Nas plantas, diferentes moléculas de pigmento absorvem comprimentos de onda específicos de luz, dando a cada molécula um espectro de absorção distinto. Por exemplo, a clorofila a—a molécula de pigmento mais abundante nas folhas—só absorve luz vermelha e azul. A clorofila a reflete a porção verde do espectro, fazendo com que as folhas das plantas pareçam verdes aos olhos humanos. As plantas também usam pigmentos adicionais para absorver luz. Por exemplo, elas têm ficocianina que absorve luz laranja e vermelha, carotenos que absorvem luz ultravioleta, violeta, azul, azul-verde e laranja-vermelha, e xantofilas que absorvem luz azul e ultravioleta.
