Las plantas usan cloroplastos para la fotosíntesis con el fin de ensamblar energía química en forma de moléculas de glucosa. Esta glucosa está hecha de reactivos que son dióxido de carbono y agua en presencia de 1) luz solar (fotones de ciertas longitudes de onda) y 2) clorofila. Este ensamblaje tiene lugar dentro de la estructura de los cloroplastos. Las plantas pueden procesar y polimerizar estos monómeros de glucosa en polímeros; por lo tanto, el producto de la fotosíntesis, los monómeros de glucosa, se ensamblan en polímeros de cadena más larga tales como almidón y celulosa. Estos dos polímeros moleculares son importantes para su uso en el almacenamiento de energía (por ejemplo, el almidón de patata) y la estructura (por ejemplo, tallos de apio).
Enérgicamente hablando, la fotosíntesis es el proceso inverso de la respiración. Los reactivos de uno son los productos del otro. Tanto la planta como las células de todos los otros reinos eucariotas obtienen su energía de la glucosa producida en los cloroplastos; y, esto se hace a través de la respiración a nivel celular en estructuras de orgánulos llamadas mitocondrias. La fotosíntesis es importante ya que es la principal forma en que la mayoría de los productores apoya y proporciona energía a todos los demás niveles tróficos, incluido el suyo, en toda la biosfera.