Fotosentezin en önemli işlevi, ışık enerjisini kimyasal bağ enerjisine dönüştürebilme yeteneğidir. Bu yetenek, bitkilerin kloroplastlarında veya kromatoforlarında bulunan pigmentler sayesinde gerçekleşir. Pigmentler, gözle görünür olan ışığı emen maddelerdir. Başlıca fotosentez pigmentleri şunlardır:

Klorofiller, bitkilerde kloroplast adı verilen organellerin içinde bulunur ve yeşil sebzelerin, meyvelerin ve yaprakların karakteristik yeşil rengini oluşturur. Klorofil, fotosentez sonucu tüm yeşil bitkilerde oluşan pigmentlerdir. Klorofil sadece ışığı hapsedip enerji elde etmekle kalmaz, aynı zamanda bu enerjiyi bir molekülden diğerine transfer eder. Yapraklar yaşlandıkça klorofil parçalanır ve yeşil rengi kaybolur. Birçok meyve ham haldeyken yüksek miktarda klorofil içerdiğinden renkleri yeşildir, ancak meyve olgunlaştıkça klorofil yavaş yavaş kaybolur.

Farklı klorofil tipleri vardır:

Klorofil a ve klorofil b, yeşil bitkilerde ve yeşil yosunlarda bulunur ve molekül yapıları birbirine çok benzer. Ancak, çözünürlük ve ışığı içine hapsetme yönünden farklılık gösterirler. Klorofil a, bakteriler hariç tüm yeşil bitkilerde bulunurken, klorofil b yüksek bitkilerde ve yeşil yosunlarda bulunur.

Karotenoidler, yalnızca bitkilerden sentezlenen bileşiklerdir. Hücre içinde kloroplastlardan meydana gelen kromoplastlarda bulunurlar ve spor içeren vasküler bitkiler, su yosunları ve fotosentetik bakteriler tarafından sentezlenirler. Genel olarak yağda çözünen, bitkisel ve hayvansal ürünlere sarıdan kırmızıya kadar renk veren bileşiklerdir.

Sonbaharda bitkiler, kışa hazırlık için yapraklarına yeşil rengi veren klorofil üretimini durdurur. Yapraklar ölmeden ve toprağa düşmeden önce karotenoidler devreye girerek yapraklardaki turuncu, sarı ve kırmızı renkleri ortaya çıkarır. Karotenoidlerin renkleri, moleküllerindeki konjüge çift bağlardan kaynaklanır. Konjüge çift bağların sayısı arttıkça renk de koyulaşır. Bitkiler, saplarını ve yapraklarını güneş enerjisinden korumak için karotenoid üretir.

Fikobilinler, hücrede bulunan suda çözünebilen protein gruplarıdır ve sadece su yosunlarında bulunurlar. Fotosentez esnasında kullanılan ışık enerjisinin hapsedilmesinde aktif rol oynarlar. Hapsettikleri ışık enerjisini klorofil pigmentine transfer ederler. Kırmızı su yosunlarında bulunan kırmızı renkli fikobilinlere fikoeritrin, mavi-yeşil su yosunlarında bulunan mavi-yeşil renkli fikobilinlere ise fikosiyanin adı verilir.

Fotosentez pigmentleri, bitkilerin hayatta kalması ve büyümesi için kritik öneme sahiptir. Bu pigmentler, güneş ışığını emerek kimyasal enerjiye dönüştürür ve bu enerji, bitkilerin metabolik faaliyetlerinde kullanılır. Klorofiller, karotenoidler ve fikobilinler, her biri farklı dalga boylarında ışığı emer ve bu sayede fotosentez sürecini optimize eder.

Sonuç olarak, fotosentez pigmentleri bitkilerin, alglerin ve bazı bakterilerin enerji üretimini sağlayan hayati bileşenlerdir. Bu pigmentlerin çeşitli türleri ve işlevleri, fotosentez sürecinin etkin bir şekilde gerçekleşmesine katkıda bulunur.