Fotosintesis
Meskipun masih ada langkah-langkah dalam fotosintesis yang belum dipahami, persamaan umum fotosintesis telah diketahui sejak tahun 1800-an. Pada awal tahun 1600-an, seorang dokter dan ahli kimia, Jan van Helmont, seorang Flandria (sekarang bagian dari Belgia), melakukan percobaan untuk mengetahui faktor apa yang menyebabkan massa tumbuhan bertambah dari waktu ke waktu. Dari penelitiannya, Helmont menyimpulkan bahwa massa tumbuhan bertambah hanya karena pemberian air. Namun, pada tahun 1727, ahli botani Inggris, Stephen Hales berhipotesis bahwa pasti ada faktor lain selain air yang berperan. Ia mengemukakan bahwa sebagian makanan tumbuhan berasal dari atmosfer dan cahaya yang terlibat dalam proses tertentu. Pada saat itu belum diketahui bahwa udara mengandung unsur gas yang berlainan.
Botani
Hampir semua makanan yang dimakan berasal dari tanaman, baik secara langsung dari makanan pokok dan buah lainnya dan sayuran, atau tidak langsung melalui ternak atau hewan lain, yang mengandalkan tanaman untuk gizi mereka. Tanaman adalah basis fundamental hampir semua rantai makanan karena mereka menggunakan energi dari matahari dan nutrisi dari tanah dan atmosfer dan mengubahnya menjadi bentuk yang dapat dikonsumsi dan dimanfaatkan oleh hewan. Ini adalah ilmu ekologi disebut tingkat trofik pertama. Semua tumbuhan yang dibudidayakan merupakan hasil pemuliaan yang berlangsung sejak Jaman Neolitikum.