Nước là nguồn cung cấp các nguyên tử hydro trong đường được tạo ra bởi quá trình quang hợp. Cả phân tử nước và phân tử carbon dioxide đều bị phá vỡ bằng cách sử dụng năng lượng từ mặt trời và kết hợp thành các phân tử đường có chứa carbon, hydro và oxy.
Nhu cầu về cả khí cacbonic và nước ở thực vật tạo ra các biến chứng cho thực vật trong môi trường khô nóng như sa mạc. Lá cây phải thông thoáng với khí quyển để hấp thụ khí cacbonic từ không khí, nhưng điều này cũng cho phép hơi nước thoát ra ngoài. Thực vật đóng các lỗ nhỏ gọi là lỗ khí trên lá để ngăn sự mất nước này vào thời điểm nóng nhất trong ngày. Nếu quá trình đóng cửa tiếp tục diễn ra quá lâu, lá sẽ hết carbon dioxide và quá trình quang hợp sẽ ngừng lại.
Trong môi trường khô cằn, thực vật phát triển các cách để bù đắp cho việc đóng khí khổng của chúng, do đó quá trình quang hợp có thể tiếp tục lâu hơn. Một số loài thực vật, chẳng hạn như cỏ càng cua, thêm một bước để thu giữ carbon dioxide của chúng, làm tăng hiệu quả lên rất nhiều. Những cây này có thể tiếp tục quang hợp ngay cả ở mức carbon dioxide rất thấp. Các loài thực vật khác, chẳng hạn như xương rồng, sống trong môi trường khô hạn đến nỗi chúng chỉ có thể mở khí khổng vào ban đêm. Những cây này dự trữ carbon dioxide vào ban đêm, sau đó sử dụng vào ban ngày.
