Η χλωροφύλλη και το μαγνήσιο σχετίζονται επειδή το μόριο της χλωροφύλλης περιέχει ένα ιόν μαγνησίου. Τα πράσινα φυτά εξαρτώνται από τη χλωροφύλλη για τη φωτοσύνθεση και απαιτείται μαγνήσιο για την παραγωγή χλωροφύλλης. Αυτό το στοιχείο είναι επομένως ένα βασικό θρεπτικό συστατικό για τα πράσινα φυτά. Κατά τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, τα πράσινα φυτά χρησιμοποιούν ενέργεια από το ηλιακό φως για να συνθέσουν γλυκόζη από το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα. Το οξυγόνο παράγεται ως υποπροϊόν αυτής της αντίδρασης και έτσι αυτή η διαδικασία είναι σε μεγάλο βαθμό υπεύθυνη για τη διατήρηση των επιπέδων οξυγόνου στον πλανήτη.
Η δομή της χλωροφύλλης της επιτρέπει να παίζει καθοριστικό ρόλο στη φωτοσύνθεση. Τα μόρια χλωροφύλλης είναι πορφυρίνες, μια ομάδα ενώσεων που έχουν κοινή διάταξη τεσσάρων ατόμων αζώτου με χώρο στο κέντρο που τους επιτρέπει να ενσωματώνουν ένα μεταλλικό ιόν από αυτό που μπορεί να συνδεθεί με τα άτομα αζώτου. Αυτός ο σχηματισμός υπάρχει σε μόρια χλωροφύλλης και ιόντα μαγνησίου που βρίσκονται στο κέντρο. Οι πορφυρίνες είναι συχνά έντονα χρωματισμένες λόγω της τάσης τους να απορροφούν το φως συγκεκριμένων συχνοτήτων. Η χλωροφύλλη απορροφά το κόκκινο και το μπλε φως πολύ αποτελεσματικά, αφήνοντας το πράσινο φως να αντανακλάται πίσω. αυτό αντιπροσωπεύει το χρώμα των πράσινων φυτών.
Υπάρχουν πολλά βήματα που εμπλέκονται στη φωτοσύνθεση, αλλά βασικά περιλαμβάνει τη μεταφορά ηλεκτρονίων από το νερό (H2O) στο διοξείδιο του άνθρακα (CO2), απελευθερώνοντας οξυγόνο (O2) από το διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο επιτρέπει στο νερό να συνδυάζεται με τον άνθρακα γλυκόζη (C6H12O6) – ο απλούστερος υδατάνθρακας. Η διαδικασία είναι πολύ περίπλοκη, αλλά ακολουθεί την εξίσωση: 6H2O + 6CO2 6O2 + C6H12O6. Η γλυκόζη είναι η κύρια πηγή ενέργειας για τα φυτικά κύτταρα αλλά και για τα ζώα, τα οποία την λαμβάνουν άμεσα ή έμμεσα από τα φυτά. Σε ένα κρίσιμο βήμα, το φως που απορροφάται από τη χλωροφύλλη διεγείρει ηλεκτρόνια στα μόρια, επιτρέποντάς τους να μεταφερθούν σε άλλα μόρια. Η χλωροφύλλη και το μαγνήσιο συνδέονται σε αυτό το βήμα επειδή το μαγνήσιο βοηθά το μόριο να απορροφήσει το φως και διατηρεί τα ηλεκτρόνια σε διεγερμένη κατάσταση έτσι ώστε να μπορούν να μεταφερθούν.
Εκτός από το ρόλο του στη χλωροφύλλη, το μαγνήσιο συμμετέχει επίσης στη δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα που παρέχει τον άνθρακα για την παραγωγή γλυκόζης. Βοηθά στην ενεργοποίηση του ενζύμου ριβουλόζη-1,5-διφωσφορική καρβοξυλάση οξυγονάση (RuBisCO), η οποία καταλύει την ενσωμάτωση διοξειδίου του άνθρακα σε μόρια που εμπλέκονται στη φωτοσύνθεση. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως στερέωση διοξειδίου του άνθρακα.
Η παραγωγή διαθεσιμότητας χλωροφύλλης και μαγνησίου στο έδαφος συνδέονται στενά. Η έλλειψη μαγνησίου εκδηλώνεται στα φυτά με κιτρίνισμα των φύλλων μεταξύ των φλεβών. Αυτό είναι γνωστό ως χλώρωση και τείνει να εμφανιστεί πρώτα σε παλαιότερα φύλλα, καθώς το φυτό διασπά τη χλωροφύλλη σε παλαιότερα μέρη του φυτού για να διατηρήσει τα επίπεδα σε ενεργά αναπτυσσόμενες περιοχές. Όπου τα εδάφη είναι ανεπαρκή σε αυτό το στοιχείο, μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία με μια πηγή μαγνησίου όπως αλεσμένο δολομιτικό ασβεστόλιθο ή θειικό μαγνήσιο, επίσης γνωστό ως Epsom Salts.