为地球上生命机器绕紧弦的是光合作用。地球上有一些自由能的来历火山或温泉的热量，地壳中某些元素的放射性，然而这些来历必竟是稀疏而涣散的。地球上生物的普遍散布是与从地球以外供给的、极为丰富的自由能来历紧密联系的，这种自由能就是从太阳辐射到地球上的日光能，植物的光合作用是把日光给生命之钟绕紧弦的进程。
从植物的光合作用中看到，热力学一规律在广泛的范围内可得到证明，生命活动的能量来自光能。热力学第二规律认为，这是不行能的。日子的有机体不能违反熵的准则，不行能不支付任何价值地从无序状况发生有序状况，其结果只能是熵的添加，除了某些细菌以外，所有生物的生命活动所需的自由能都来自光合作用的反转。
人们时常谈到“有机物质的含能量”，这是一种草率的说法。焚烧能不能在有机物质中利用，而在有机物质+氧的系统中才有用，为了给生命进程提供能量，有机物质和氧(两者都从光合作用中发生)必须有机会进行逆反应，即光合作用的反转。这个逆反应就是呼吸作用，这是一个缓慢的、有控制的焚烧，没有氧气的生命活动即无氧日子，只存在于某些不需氧、而能从化学反应中取得能量的微生物中。
生物能够利用从食物(动物)得到的物质，或者它们自己由二氧化碳和水合成的物质(植物)作为呼吸基质，后者称之为内源呼吸但是有不少植物也可利用外界供给的有机物质(食肉植物甚至能够消化昆虫!)这是外源呼吸。动物只可能有外源呼吸。从化学反应总结果看，呼吸作用是光合作用的反转，这两个进程不同之处在于，一个物质向高能位转运，因而需要由外界供给很多的自由能；而另一个是物质由高能位走向低能位，不需要这种供给。
