Langkah pertama yang terlibat dalam fotosintesis adalah penangkapan cahaya dan penyerapan foton oleh peralatan fotosintesis diikuti dengan penggunaan dan pembuangan foton yang ditangkap. Pada tumbuhan, penangkapan cahaya bervariasi dengan ukuran, sudut, orientasi, dan susunan peralatan fotosintesis. Penangkapan dan distribusi cahaya dipertahankan di tanaman naungan oleh daun yang lebih besar. Tanaman mengadaptasi mekanisme cerdas untuk penangkapan dan pemanfaatan cahaya yang optimal dalam arti bahwa daun terkecil selalu ada di kanopi tertinggi, sedangkan yang terbesar berada di dekat permukaan tanah.
Tanaman juga memodifikasi sudut dan orientasi daunnya untuk penggunaan cahaya yang maksimal. Untuk ini, banyak tanaman berorientasi vertikal selama kondisi sinar matahari rendah dan menerima lebih sedikit cahaya pada siang hari, ketika intensitas sangat tinggi, untuk melindungi diri mereka sendiri. Oleh karena itu, di alam, tumbuhan di hutan hujan memiliki orientasi ganda di mana vertikal hadir di atas, sedangkan horizontal di tingkat bawah.
Mekanisme lain yang dipilih oleh tumbuhan untuk memodifikasi energi cahaya adalah modifikasi karakter permukaan daun. Dengan cara ini, daun dapat mempertahankan tingkat fotosintesis puncak dalam berbagai kondisi cahaya. Sejumlah tanaman memiliki lapisan lilin dan mengembangkan serat perak tebal pada permukaan daun untuk menghindari cahaya yang berlebihan. Beberapa tanaman memodifikasi sel dan sel epidermis mereka menjadi struktur seperti lensa, meningkatkan area penangkapan dan distribusi cahaya. Dengan demikian, tanaman ini menghindari transmisi cahaya dan refleksi berlebih. Dengan demikian, tanaman telah mengembangkan berbagai mekanisme untuk melindungi diri dari cahaya yang berlebihan. Berkat adaptasi ini, tanaman mempertahankan fotosintesis yang optimal di bawah lampu yang berubah.
Setelah sinar matahari dicegat oleh organ asimilasi, penyerapan foton tergantung pada tingkat dan sifat pigmen penyerap cahaya dalam jaringan fotosintesis. Pada tumbuhan terestrial, pigmen penyerap cahaya utama adalah klorofil a dan b ditambah berbagai karotenoid, yang bertindak sebagai pigmen aksesori. Dibandingkan dengan tanaman dengan cahaya tinggi, tanaman yang tumbuh di bawah kondisi penyinaran rendah cenderung mengalokasikan lebih banyak sumber daya untuk pigmen penangkap cahaya ini dan protein terkaitnya daripada Rubisco dan protein terlarut lainnya yang terlibat dalam fiksasi CO2. Perubahan dalam alokasi sumber daya berbasis nitrogen ini dapat disertai dengan perubahan yang mencolok pada anatomi daun, terutama kedalaman jaringan mesofilik, dan mencerminkan kebutuhan untuk meningkatkan efisiensi penyerapan cahaya ketika sinar matahari terbatas.