Le cellule vegetali, come animali o altre cellule eucariotiche, abbattono le molecole alimentari utilizzando la respirazione dell'ossigeno nei mitocondri. Le piante iniziano con zuccheri semplici, che vengono scomposti tramite glicolisi, quindi legati all'ossigeno per produrre energia. Questo processo energetico è molto simile alla combustione dei carboidrati e produce acqua e anidride carbonica come prodotti di scarto.
Le cellule vegetali usano l'energia solare direttamente per pochi processi nella cellula, in particolare la fotosintesi. Per tutte le altre funzioni, usano la stessa respirazione cellulare della maggior parte degli altri organismi. Le piante generano la propria energia, tuttavia, solo non direttamente. Tutte le calorie utilizzate da una pianta derivano dagli zuccheri che produce attraverso la fotosintesi. Perfino le piante carnivore come il acchiappamosche Venus usano la loro predazione per fornire nutrienti mancanti nei loro terreni, non come fonte di energia.
La fotosintesi è il processo opposto della respirazione cellulare. Nella respirazione cellulare, il glucosio viene metabolizzato usando ossigeno, rilasciando acqua, anidride carbonica ed energia. Nella fotosintesi, l'acqua, il biossido di carbonio vengono combinati usando l'energia solare, producendo glucosio e ossigeno. La principale differenza è nelle forme di energia coinvolte. Nella respirazione cellulare, l'energia prodotta è energia chimica, cioè energia immagazzinata in un legame chimico. Nella fotosintesi, l'energia consumata è energia della luce.
