De energie die nodig is om fotosynthese uit te voeren, is licht – meestal de straling van de zon. De elektromagnetische deeltjes in licht worden fotonen genoemd en dragen een bepaalde hoeveelheid energie, afhankelijk van de golflengte. Alle golflengten vallen binnen een bereik dat het elektromagnetische spectrum wordt genoemd. Planten voeren fotosynthese uit met golflengten tussen de 400 en 700 nm. Ze gebruiken voornamelijk een pigment genaamd chlorofyl a dat rood en blauw licht absorbeert en groen licht reflecteert. Hierdoor lijken bladeren groen.
Een foton is een afzonderlijk elektromagnetisch deeltje of energiebundel. Het is altijd in beweging en reist met de snelheid van het licht. Fotonen worden gekenmerkt door hun frequentie, golflengte en amplitude, die vergelijkbaar zijn met de eigenschappen van een golf. Golven met hogere frequenties zenden meer energie uit en hebben kortere golflengten dan langere golflengten die minder energie uitzenden en lagere frequenties hebben. Het bereik van alle mogelijke golflengten is bekend als het elektromagnetische spectrum.
Voor de meeste organismen is fotosynthese afhankelijk van een klein deel van het elektromagnetische spectrum, namelijk het zichtbare deel dat tussen de 400 en 700 nanometer ligt, en van blauw tot groen tot rood vertegenwoordigt. Enkele organismen kunnen echter fotosynthese uitvoeren met behulp van verrood licht.
Er zijn verschillende pigmentmoleculen in planten aanwezig en elk type pigmentmolecuul absorbeert een andere golflengte van het licht, waardoor elk molecuul een duidelijk absorptiespectrum bezit. Chlorofyl a – het meest voorkomende pigmentmolecuul in bladeren – absorbeert bijvoorbeeld alleen rood en blauw licht. Chlorofyl a reflecteert het groene deel van het spectrum, waardoor de bladeren van planten groen lijken voor het menselijk oog. Planten gebruiken ook extra pigmenten om licht te absorberen. Ze bevatten bijvoorbeeld fycocyanine dat oranje en rood licht absorbeert, carotenen die ultraviolet, violet, blauw, blauwgroen en oranjerood licht absorberen, en xanthofylen die blauw en ultraviolet licht absorberen.
