As folhas das plantas contêm aberturas chamadas estômatos, que são utilizados para a troca de gases. O dióxido de carbono, combinado com a água na fotossíntese, é atraído pelos estômatos. O oxigênio, um subproduto do processo, é liberado através dessas aberturas, junto com o vapor de água em um processo chamado transpiração. Durante as estações secas, no entanto, a planta deve conservar a umidade, tanto quanto possível. Para isso, a planta fecha os estômatos, evitando o escape de vapor de água. Os estômatos só podem ser fechados através do uso de células protetoras, que são preenchidas com água para fechar os estômatos e selar a umidade dentro da planta.
Além do suporte indireto que a água oferece ao processo de fotossíntese, é também necessário para a reação química que ocorre. Durante esse processo, a energia da luz reage com um pigmento chamado clorofila e excita os elétrons. A carga resultante converte a energia da luz em produtos químicos chamados trifosfato de adenosina, também conhecido como ATP, e fosfato de nicotinamida adenina dinucleotídeo, ou NADPH. Estes compostos químicos são usados para armazenar a energia absorvida do sol. Durante o processo de armazenamento de energia, as moléculas de água, compostas de hidrogênio e oxigênio, são divididas de modo que esses elementos são separados. O hidrogênio é então combinado com dióxido de carbono com a ajuda de ATP e NADPH, para se tornar açúcar, que é usado como energia para a planta. O processo de transformar o dióxido de carbono na atmosfera em uma forma utilizável de energia é chamado de fixação de carbono.
