Clorofila și magneziul sunt legate prin faptul că molecula de clorofilă conține un ion de magneziu. Plantele verzi sunt dependente de clorofilă pentru fotosinteză, iar magneziul este necesar pentru producerea de clorofilă. Prin urmare, acest element este un nutrient esențial pentru plantele verzi. În procesul de fotosinteză, plantele verzi folosesc energia din lumina soarelui pentru a sintetiza glucoză din apă și dioxid de carbon. Oxigenul este produs ca un produs secundar al acestei reacții și, prin urmare, acest proces este în mare măsură responsabil pentru menținerea nivelurilor de oxigen de pe planetă.
Structura clorofilei îi permite să joace un rol crucial în fotosinteză. Moleculele de clorofilă sunt porfirine, un grup de compuși care au în comun un aranjament de patru atomi de azot cu un spațiu în centru care le permite să încorporeze un ion metalic care se poate lega de atomii de azot. Această formațiune există în molecule de ioni de clorofilă și magneziu care se află în centru. Porfirinele sunt adesea puternic colorate datorită tendinței lor de a absorbi lumina de anumite frecvențe. Clorofila absoarbe foarte eficient lumina roșie și albastră, lăsând lumina verde să fie reflectată înapoi; aceasta explică culoarea plantelor verzi.
Există o serie de etape implicate în fotosinteză, dar aceasta implică practic transferul de electroni din apă (H2O) în dioxid de carbon (CO2), eliberând oxigenul (O2) din dioxidul de carbon, ceea ce permite apei să se combine cu carbonul pentru a face glucoza (C6H12O6) — cel mai simplu carbohidrat. Procesul este foarte complex, dar urmează ecuația: 6H2O + 6CO2 6O2 + C6H12O6. Glucoza este principala sursă de energie pentru celulele vegetale și, de asemenea, pentru animale, care o obțin direct sau indirect din plante. Într-o etapă crucială, lumina absorbită de clorofilă excită electronii din molecule, permițându-le să fie transferate către alte molecule. Clorofila și magneziul sunt conectate în acest pas, deoarece magneziul ajută molecula să absoarbă lumina și menține electronii într-o stare excitată, astfel încât să poată fi transferați.
Pe lângă rolul său în clorofilă, magneziul este implicat și în captarea dioxidului de carbon care furnizează carbonul pentru fabricarea glucozei. Ajută la activarea enzimei ribulozo-1,5-bifosfat carboxilază oxigenază (RuBisCO), care catalizează încorporarea dioxidului de carbon în moleculele care sunt implicate în fotosinteză. Acest proces este cunoscut sub numele de fixare a dioxidului de carbon.
Producția de clorofilă și disponibilitatea magneziului în sol sunt strâns legate. Deficitul de magneziu se manifestă la plante prin îngălbenirea frunzelor între vene. Aceasta este cunoscută sub numele de cloroză și tinde să fie văzută mai întâi în frunzele mai vechi, deoarece planta va descompune clorofila în părțile mai vechi ale plantei pentru a menține nivelurile în zonele în creștere activă. Acolo unde solurile sunt deficitare în acest element, ele pot fi tratate cu o sursă de magneziu, cum ar fi calcarul dolomitic măcinat sau sulfatul de magneziu, cunoscut și sub numele de Săruri Epsom.