La CO2 entra nelle piante attraverso gli stomi e in ultima istanza questo processo permette la sottrazione di anidride carbonica dall’aria. Nella maggior parte delle piante queste due fasi avvengono negli stessi cloroplasti e in sincronia. Eppure in alcuni gruppi di piante, che si trovano tipicamente a latitudini più calde e in cui l’acqua scarseggia, esistono delle differenze. Le piante C4, a cui appartengono anche il mais e la canna da zucchero, fanno avvenire le due fasi in due tipi di cellule diverse;
di contro le piante CAM, a cui appartengono molte piante succulente, hanno adottato una compartimentazione temporale e la cattura della CO2 può avvenire di notte.
Come abbiamo visto l’acqua è essenziale per la fotosintesi, dato che ne è reagente. Inoltre risulta fondamentale perché una sua continua fuoriuscita dalle foglie sotto forma di vapore (traspirazione) permette di creare un flusso che trasporta i nutrienti minerali dalle radici alle zone fotosintetiche. Infine, il suo passaggio di stato da liquido a gassoso negli spazi tra le cellule del mesofillo della foglia raffredda la foglia stessa, evitando così che le cellule si danneggino per le temperature eccessive. Per questo motivo durante i periodi più caldi in carenza di acqua si instaura un vero e proprio equilibrio nell'apertura e chiusura degli stomi: l’apertura è essenziale per far entrare più anidride carbonica, ma può far disperdere troppa acqua; e viceversa.
Non sorprende quindi che la crescita delle piante, e quindi la produttività degli ecosistemi e delle colture agricole sia fortemente influenzata dalla disponibilità d’acqua nel suolo.