گیاهان اتوتروف اند، بدین معنی که غذایشان را با استفاده از انرژی حاصل از خورشید تولید می کنند. گیاهان زیر آب تا زمانی می توانند به حیات شان ادامه دهند که به اندازه کافی نزدیک به سطح آب باشند و به این وسیله به نور خورشید کافی برای انجام فتوسنتز دسترسی پیدا کنند.

خبر خوب برای آنهایی که از گرم شدن سریع سیاره مان نگران و مأیوس شده اند این است که با استفاده از مدیریت کردن گیاهان می توان به مبارزه با اثرات تغییرات آب و هوایی کمک کرد. دانشمندان دو راه برای ایجاد گیاهانی که برای تبدیل دی اکسید کربن به انرژی بهتر عمل می کنند، پیدا کرده اند. این روش ها می تواند به تولید سوخت های زیستی بهتر، مواد غذایی بیشتر و مقابله با تغییرات آب و هوایی و در نتیجه نجات جهان کمک کند. 
دو مطالعه که در مجله  Science منتشر شده نشان می دهد با تقویت فرایندهایی که طی آنها گیاهان انرژی تولید می کنند -تثبیت کربن یا فتوسنتز می توان آینده بهتری را رقم زد. در یکی از این تحقیقات، دانشمندان می گویند که می خواهند کل فرآیند تثبیت کربن (فتوسنتز) که فرآیندی بسیار آهسته و کند است در چرخه ای جدید و سریع انجام شود. در مطالعه دیگر، محققان گیاهان را به گونه ای مهندسی کرده اند که بتوانند نور خورشید بیشتری را جذب کنند. این گیاهان تقویت شده تا 20 درصد بیشتر رشد می کنند، که همین ذخیره ای بزرگ برای تأمین مواد غذایی است.

وقتی برگ ها سبزند، به این خاطر است که حاوی مقدار زیادی کلروفیل اند. (کلروفیل رنگدانه سبز و مسئول جذب نور است تا انرژی لازم برای فتوسنتز را فراهم کند.) مقدار زیادی کلروفیل در یک برگ فعال وجود دارد و رنگ سبز رنگ های رنگدانه های دیگر را می پوشاند.

بارها برای كشاورزان پیش آمده كه به خاطر بارندگی کم پاییزی و دماهای بالای این فصل شاهد پژمردگی و مرگ محصولاتشان بوده اند. در تیر ماه سال 1391 و پیش از این كه كشاورزان آمریكایی با مشكل کمبود باران و نیز گرمای ركوردشكن پاییز روبه رو شوند، دانشمندان علایم بروز خشكسالی را مشاهده کردند. این کار از روی داده های سازمان فضایی آمریكا، ناسا و ماهواره های NOAA انجام گرفت.
گیاهان برای ادامه زندگی، هر روز به مقدار مشخصی آب نیاز دارند و موقعی كه رطوبت خاك از میزان كافی پایین تر می آید، گیاهان تحت فشار (استرس) قرار می گیرند. با استفاده از داده های ماهواره ای می توان از استرس گیاهان نقشه برداری کرد.

فتوسنتز یكی از مهم ترین فرایندهای زیستی بر روی زمین است. فتوسنتز به سیستم های زیستی اجازه می دهد تا انرژی را از خورشید بگیرند و از آن برای تولید غذا و سوخت استفاده كنند. اما می توان میزان بهره وری این فرایند زیستی را بیشتر كرد و به دنبال آن بازدهی بسیاری از محصولات كشاورزی را به میزان قابل توجهی افزایش داد.
محققانی که تحقیقاتشان بر زیست شناسی مصنوعی متمركز شده در تلاشند برگی مصنوعی تولید كنند كه قادر است انرژی خورشید را به سوخت مایع تبدیل كند.

گیاهانی كه در هنگام رقابت برای به دست آوردن نور مبارزه را به همسایگان بزرگترشان می بازند و در سایه آنها قرار می گیرند باز هم میدان را خالی نمی كنند. آنها با طولانی كردن سریع شاخه ها و امتداد دادن برگ هایشان به جانب خورشید خود را با این شرایط وفق می دهند. این واكنش سندرم اجتناب از سایه نامیده می شود.