Il ruolo di H2O, o acqua, nella fotosintesi, è essenziale per l'ATP, che è il processo energetico che guida la fotosintesi. È anche importante nella produzione di cibo; Gli atomi di idrogeno presenti nell'acqua costituiscono parte delle molecole di glucosio che le piante usano come nutrimento.
La fotosintesi avviene in due fasi, entrambe richiedono acqua.
La prima parte della fotosintesi è ATP. La luce solare, assorbita dai cloroplasti nelle foglie della pianta, divide l'acqua in atomi di idrogeno e ossigeno. Gli atomi di idrogeno vengono utilizzati per produrre l'ATP di energia chimica, un tipo di combustibile che consente alle cellule di produrre cibo. L'ossigeno viene quindi espulso dalla pianta.
Il secondo stadio della fotosintesi è la produzione di cibo, o glucosio, un tipo di zucchero a base di idrogeno, carbonio e ossigeno. Gli atomi di idrogeno provengono dall'acqua, mentre il carbonio e l'ossigeno provengono dal biossido di carbonio, che viene assorbito attraverso i pori sulle foglie della pianta. L'acqua e l'anidride carbonica si combinano in una reazione chimica, con conseguente zucchero e ossigeno. Lo zucchero viene inviato dalle foglie al resto della pianta attraverso un tessuto chiamato "floema", che nutre la pianta. L'ossigeno viene quindi rilasciato dalla pianta.