Energią potrzebną do przeprowadzenia fotosyntezy jest światło – zazwyczaj promieniowanie elektromagnetyczne ze słońca. Zakres wszystkich możliwych długości fal jest znany jako widmo elektromagnetyczne.
Foton to dyskretna cząstka elektromagnetyczna lub wiązka energii. Fotony charakteryzują się częstotliwością, długością fali i amplitudą, podobnie jak właściwości fali. Fale o wyższych częstotliwościach przesyłają więcej energii i mają krótsze długości fal niż dłuższe fale, które przepuszczają mniej energii i mają niższe częstotliwości.
W przypadku większości organizmów fotosynteza opiera się na niewielkim segmencie widma elektromagnetycznego – a mianowicie na widzialnej części, która waha się od 380 do 750 nanometrów, od niebieskiego przez zielony do czerwonego. Jednak kilka organizmów może przeprowadzać fotosyntezę za pomocą światła podczerwonego.
W roślinach różne cząsteczki pigmentu pochłaniają określone długości fal światła, nadając każdej cząsteczce odrębne spektrum absorpcyjne. Na przykład chlorofil a – najobficiej występująca cząsteczka pigmentu w liściach – pochłania tylko światło czerwone i niebieskie. Chlorofil a odbija zieloną część widma, dzięki czemu liście roślin wydają się zielone dla ludzkiego oka. Rośliny wykorzystują również dodatkowe pigmenty do pochłaniania światła. Na przykład mają fikocyjaninę, która pochłania światło pomarańczowe i czerwone, karoteny, które pochłaniają światło ultrafioletowe, fioletowe, niebieskie, niebiesko-zielone i pomarańczowo-czerwone oraz ksantofile, które pochłaniają światło niebieskie i ultrafioletowe.
