L'acqua è la fonte degli atomi di idrogeno negli zuccheri creati dalla fotosintesi. Sia le molecole d'acqua che le molecole di anidride carbonica vengono scomposte usando l'energia del sole e combinate in molecole di zucchero contenenti carbonio, idrogeno e ossigeno.
Il bisogno di anidride carbonica e acqua nelle piante crea complicazioni per le piante in ambienti caldi e secchi come i deserti. Le foglie delle piante devono essere aperte all'atmosfera in modo da assorbire l'anidride carbonica dall'aria, ma ciò consente anche la fuoriuscita del vapore acqueo. Le piante chiudono piccoli pori chiamati stomi sulle foglie per prevenire questa perdita d'acqua durante la parte più calda della giornata. Se la chiusura continua per troppo tempo, le foglie finiscono con l'anidride carbonica e le fotosintesi si fermano.
Negli ambienti aridi, le piante sviluppano modi per compensare la chiusura dei loro stomi, quindi la fotosintesi può continuare più a lungo. Alcune piante, come la grancevola, aggiungono un ulteriore passaggio alla loro cattura di anidride carbonica, che aumenta notevolmente l'efficienza. Queste piante possono continuare la fotosintesi anche a livelli di anidride carbonica molto bassi. Altre piante, come i cactus, vivono in ambienti così asciutti che possono solo aprire i loro stomi durante la notte. Queste piante immagazzinano anidride carbonica durante la notte, quindi la usano durante il giorno.
