Thylakoid-Membranen enthalten Chlorophyll und andere Pigmente, die Licht einfangen, damit Pflanzen Photosynthese betreiben können. Die Thylakoide sind in den Chloroplasten einer Pflanze in Stapeln angeordnet, wobei jeder Stapel durch ein Röhrensystem mit den anderen verbunden ist.
Das Chlorophyll in der Thylakoidmembran absorbiert das rote und blaue Lichtspektrum und ermöglicht es dem Auge, das nicht absorbierte grüne Licht zu sehen. Das absorbierte Licht wird in einem Prozess, der als Lichtreaktion bezeichnet wird, in chemische Energie umgewandelt. Sobald die Thylakoidmembran Energie aus der Sonne gewonnen hat, verwendet die Pflanze diese Energie für einen Prozess, der als dunkle Reaktion bekannt ist. Während der Dunkelreaktion wird Kohlendioxid in einem anderen Teil des Chloroplasten, dem Stroma, in Zucker umgewandelt.
Der von Pflanzen während der Photosynthese produzierte Zucker ist für den Prozess der Zellatmung notwendig. Die Zellatmung wandelt den bei der Photosynthese gebildeten Zucker in Energie um, die die Zellen für ihre täglichen Aktivitäten benötigen. Sowohl Pflanzen als auch Tiere müssen die Zellatmung durchführen. Obwohl Pflanzen die Energie, die sie brauchen, aus dem von ihnen hergestellten Zucker gewinnen können, haben Tiere keine Chloroplasten und können ihren eigenen Zucker nicht herstellen. Sie müssen den Zucker, den sie für die Zellatmung benötigen, durch den Verzehr von Pflanzen oder anderen Tieren erhalten.