Quá trình quang hợp cần đầu vào là nước và carbon dioxide. Hai chất này phản ứng để tạo ra cacbohydrat. Oxy được thải ra dưới dạng chất thải. Tốc độ quang hợp bình thường cao hơn tốc độ hô hấp. Điều này dẫn đến sự gia tăng ròng trong việc sản xuất và sử dụng oxy và carbon dioxide tương ứng. Do đó, về mặt cân bằng, thực vật sản xuất oxy và sử dụng carbon dioxide.
Hai loại khí này di chuyển vào và ra khỏi cây thông qua khí khổng (khí khổng). Các lỗ chuyên dụng này nằm dọc theo bề mặt dưới của lá. Khí khổng có hình dạng và kích thước tối ưu để quá trình khuếch tán khí diễn ra hiệu quả. Quá trình hydrat hóa của cây được quyết định bởi sự mở ra của khí khổng. Ban đầu, nước đến từ đất, đi vào rễ thông qua quá trình thẩm thấu, sau đó di chuyển vào các mô xylem trong thân để vận chuyển đến lá.Khi ánh sáng chiếu vào lá, quá trình quang hợp bắt đầu. Ôxy được tạo ra trong quá trình này sẽ thoát ra khỏi cây giống như hơi nước, nhưng khí cacbonic đi theo con đường ngược lại. Mỗi khí di chuyển xuống một áp suất hoặc gradien nồng độ. Sự trao đổi khí diễn ra liên tục miễn là khí khổng vẫn mở và nồng độ hoặc gradien áp suất vẫn theo hướng chính xác. Nói chung, khí khổng mở ra bất cứ khi nào có ánh sáng và đóng lại trong bóng tối.
