Le piante rappresentano il regno degli organismi pluricellulari autotrofi, ovvero esseri viventi in grado di produrre autonomamente quelle sostanze organiche (tipicamente glucosio, ma non solo) di cui hanno bisogno per il loro sostentamento. Questa prerogativa è il risultato di un processo chimico caratteristico delle piante verdi, la fotosintesi clorofilliana (dal greco photo, "luce" e synthesis, "composizione") per mezzo del quale l'energia solare viene trasformata e immagazzinata grazie all'azione di un pigmento particolare: la clorofilla.
L'organo deputato a tale funzione è la foglia. Alle cellule del mesofillo delle foglie giunge attraverso i vasi legnosi l'acqua assorbita dal suolo tramite le radici; dagli stomi della pagina fogliare inferiore, invece, penetra l'anidride carbonica gassosa che si trova diffusa nell'aria. Grazie alla molecola della clorofilla in grado di assorbire l'energia luminosa, queste due sostanze vengono fatte reagire tra loro fino a formare composti organici (glucosio) e uno scarto, l'ossigeno, che viene liberato nell'aria sempre attraverso gli stomi.
Le sostanze che la pianta ha sintetizzato vengono poi trasportate nei diversi distretti dell'organismo nei canali del libro (linfa elaborata). Utilizzando il glucosio, primo prodotto della fotosintesi, la pianta è in grado di sintetizzare tutte le altre molecole complesse di cui ha bisogno. Molte di queste sono formate da altri elementi chimici che l'organismo vegetale si procura dal terreno grazie all'assorbimento delle radici. L'energia necessaria alle varie attività metaboliche cellulari deriva dalla respirazione cellulare che le cellule vegetali sono in grado di effettuare come qualsiasi cellula animale: una parte del glucosio prodotto con la fotosintesi viene quindi ossidata ottenendo preziose molecole di ATP.
La funzione respiratoria nelle piante è l'inverso della funzione fotosintetica: mentre la respirazione utilizza e consuma ossigeno e materia organica, la fotosintesi parte dall'acqua e dall'anidride carbonica, la respirazione libera acqua e anidride carbonica, la fotosintesi, al contrario, produce ossigeno; inoltre la prima trasforma l'energia chimica in calore e in energia chimica di riserva, portando la pianta a una diminuzione di peso con un consumo di materiali nutritivi; la seconda, invece, trasforma l'energia solare in energia chimica e porta un aumento di peso producendo materiali nutritivi.
Merita infine ricordare che di giorno, allorchè sono attive entrambe le funzioni, la fotosintesi maschera la respirazione svolgendosi con maggiore intensità: la quantità di anidride carbonica prodotta è di gran lunga inferiore a quella impiegata dal meccanismo fotosintetico; di notte invece resta attiva solo la respirazione (mancando la luce del sole la fotosintesi infatti cessa). E' per questo motivo che non è bene dormire in locali in cui siano presenti le piante.
