Pflanzenzellen bauen wie tierische oder andere eukaryotische Zellen Nahrungsmoleküle durch Sauerstoffatmung in den Mitochondrien ab. Die Pflanzen beginnen mit einfachen Zuckern, die durch Glykolyse abgebaut und dann an Sauerstoff gebunden werden, um zu produzieren Energie. Dieser Energieprozess ist der Verbrennung von Kohlenhydraten sehr ähnlich und führt zu Wasser und Kohlendioxid als Abfallprodukte.
Pflanzenzellen nutzen Sonnenlicht direkt für wenige Prozesse in der Zelle, vor allem für die Photosynthese. Für alle anderen Funktionen verwenden sie die gleiche Zellatmung wie die meisten anderen Organismen. Pflanzen erzeugen ihre eigene Energie, jedoch nicht direkt. Alle Kalorien, die eine Pflanze verbraucht, stammen aus dem Zucker, den sie durch Photosynthese produziert. Sogar fleischfressende Pflanzen wie die Venusfliegenfalle nutzen ihre Raubtiere, um Nährstoffe zu liefern, die ihren Böden fehlen, nicht als Energiequelle.
Photosynthese ist der entgegengesetzte Prozess der Zellatmung. Bei der Zellatmung wird Glukose mit Sauerstoff abgebaut, wobei Wasser, Kohlendioxid und Energie freigesetzt werden. Bei der Photosynthese werden Wasser und Kohlendioxid mithilfe von Sonnenenergie zu Glukose und Sauerstoff kombiniert. Der Hauptunterschied liegt in den beteiligten Energieformen. Bei der Zellatmung ist die erzeugte Energie chemische Energie, dh Energie, die in einer chemischen Bindung gespeichert ist. Bei der Photosynthese ist die verbrauchte Energie Lichtenergie.