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.
Bumi
Peristiwa kimia yang sangat energik diperkirakan telah menciptakan sebuah molekul yang mampu mereplika dirinya sendiri sekitar 4 miliar tahun yang lalu. Setengah miliar tahun kemudian, nenek moyang pertama dari semua kehidupan muncul. Proses fotosintesis menyebabkan energi surya bisa dinikmati secara langsung oleh bentuk kehidupan; oksigen yang dihasilkan melalui fotosintesis terkumpul di atmosfer dan membentuk lapisan ozon (bentuk oksigen molekul [O]) di atmosfer bagian atas. Penggabungan sel-sel kecil di dalam sel yang lebih besar menyebabkan perkembangan sel-sel kompleks yang disebut dengan eukariota. Organisme multisel terbentuk sebagai sel di dalam koloni khusus. Dengan diserapnya radiasi ultraungu berbahaya oleh lapisan ozon, kehidupan berkembang di permukaan Bumi. Bukti awal kehidupan di Bumi adalah grafit berusia 3,7 miliar tahun yang ditemukan di batuan metasedimen di Greenland Barat dan fosil lapisan mikroba berusia 3,48 miliar tahun yang ditemukan di batu pasir di Australia Barat.