Все живое на Земле зависит от фотосинтеза. Благодаря фотосинтезу углерод становится доступным для всех живых организмов. Фотосинтез обеспечивает выделение кислорода в атмосферу, что необходимо для всех аэробных форм жизни.
Человечество зависит от фотосинтеза еще и потому, что использует ископаемое топливо (нефть, уголь), образовавшееся много миллионов лет назад из фотосинтезирующих растений.
Одно из потенциально возможных применений фотосинтеза - создание альтернативного источника энергии вместо нефти и природного газа. Принцип действия альтернативного источника энергии основан на расщеплении воды на водород и кислород за счет солнечного излучения. Полученный таким образом водород можно было бы использовать как топливо, а продуктом сгорания была бы вода.
Использование потенциала фотосинтеза имеет большое значение для сельского хозяйства. Новые источники пищевых компонентов (белки, жиры, углеводы) для сельскохозяйственных животных могут быть получены при использовании водорослей и фотосинтезирующих бактерий, выращиваемых на сточных водах. При этом одновременно можно было бы и очищать отходы и получать пищу.