Fotosentez, bitkilerin ışık enerjisini kullanarak suyu glikoz ve karbondiokside dönüştürdüğü ve yan ürün olarak oksijenin serbest bırakıldığı bir süreçtir. Bu süreç, yaşamın devamı için hayati öneme sahiptir. Işık yokluğunda, bitkilerdeki solunum süreci fotosentezin tam tersi şekilde gerçekleşir. Gıda maddeleri, oksijenin varlığında enerjiyi ısı olarak serbest bırakmak için parçalanır. Bu süreçte karbondioksit üretilir ve yan ürünler serbest bırakılır. Bu süreçlerin hepsi bitkilerin büyümesinde hayati bir rol oynar. Yüksek yoğunlukta ışık ve karbondioksidin sisteme dahil edilmesi, fotosentetik aktivitede ve bitki büyümesinde, hatta bitkilerin canlılığında önemli bir artış meydana getirir. Aktif fotosentez, sağlıklı akvaryum bitkileri ile sadece hayatta kalanlar arasında fark yaratır.

Glikoz, bitkilerin fotosentez yoluyla ürettiği bir karbonhidrat olup, çiçek, yaprak, tohum ve meyve yapımında kullanılır. Aşırı miktarlarda, bitkilerin kök, yaprak ve gövdelerinde rezerv olarak kullanılabilen nişasta formunda depo edilir. Glikoz aynı zamanda hücre duvarlarının yapımında yapısal bir madde olarak selüloza çevrilir. Bitkilerde meydana gelen fotosentez, yapraklarda ve yeşil gövdelerdeki kloroplast denilen hücre yapılarında gerçekleşir. Her bir kloroplast, zarlar tarafından thylakoid denen disk şeklinde bölümlere ayrılır. Thylakoid zarlarında, fotosentez için gerekli ışık yakalayıcı bir pigment olan yüzlerce klorofil molekülü bulunur. Ek ışık yakalayıcı pigmentler ve enzimler de zarlarda mevcuttur. Fotosentez, bitkilerde gerçekleşmesine rağmen, halen tam olarak anlaşılamamış çok karmaşık bir süreçtir.

Akvaryumlarda fotosentezin gerçekleşebilmesi için iki şey gereklidir: Karbondioksit ve ışık. Akvaryumlarda kullanılan pek çok bitki, doğal yaşam ortamlarında suyun dışında büyüdükleri veya ışığın daha yoğun olduğu ve karbondioksidin atmosferden alındığı su yüzeyinde yüzer şekilde büyüdükleri yerlerden gelir. Bu nedenle, artırılmış karbondioksit ve ışık düzeyleri olmadan bu bitkiler düzgün bir fotosentez oranına ulaşamaz. Tüm yaşamları boyunca su altında yetişmiş bitkiler, hem ışık hem de karbondiokside zor sahip olunan şartlarda yaşayabilmek için evrim geçirmişlerdir. Bazı bitkiler, karbondioksidi köklerindeki atıklardan çekebilir. Bu atıklar, benzer süreçlerden geçerek CO2 bırakarak çürüyen bakteri ve organik maddelerden oluşan karbon açısından zengin yapılardır. Alkali suda bazı bitkiler, sudaki karbon moleküllerini kullanabilir.

Normal şartlarda, bitkilerin akvaryumda fotosentezle suya verdikleri oksijen, kullandıklarından çok daha fazladır. Bu nedenle, bitkiler akvaryumda önemli bir oksijen kaynağı olarak karşımıza çıkar. Akvaryumda fotosentez işlemi geceleri en durağan dönemindedir. Çünkü balıkların çoğu geceleri uyur ve hareketsiz kalır, bu durumda daha az oksijen tüketirler. Dış dünyada olduğu gibi, akvaryumda fotosentezin gerçekleşmesinde ışık, karbondioksit ve su dolaşımı esas alınır. Normal şartlardaki kadar olmasa da, gerektiği miktarda ışık ve karbondioksidin akvaryum içinde evrimleşen bitkiler tarafından sağlanması mümkün olur. Böylelikle akvaryum içinde dönüşüm geçiren bitkiler, daha az oranlarda ışık ve karbondioksit ile balıklar için gereken oksijeni üretmiş olur.