陆生植物光合作用的原料是二氧化碳和水。二氧化碳来源于空气，它主要是通过叶片上的气孔进入叶子。大气中的二氧化碳量，如以容积表示，仅为万分之三。但在光合过程中吸收大量的二氧化碳，例如，向日葵每平方厘米的叶面，每小时吸收0.14立方厘米的二氧化碳。
空气中的二氧化碳含量，对植物的光合作用来说是比较低的，如果二氧化碳浓度更低，光合速度急剧减慢。作物高产栽培时其密度大，肥水充足，植株繁茂，吸收更多的二氧化碳，特别在中午前后，二氧化碳就成为增产的限制因子之一。植物对二氧化碳的利用与光照强度有关，在弱光情况下，只能利用较低的二氧化碳浓度，光合速度慢。随着光照的加强，植物能吸收利用较高的二氧化碳浓度，光合速度加快。
矿质元素直接或间接影响光合作用，氮、镁、铁、锰等是叶绿素生物合成所必需的矿质元素，钾、磷等参与碳水化合物的代谢，缺乏时便影响糖类的转变和运输，这样也就间接影响了光合作用；同时，磷也参与光合作用中间产物的转变和能量传递，所以对光合作用的影响很大。
在一定范围内，营养元素越多，光合速度就越快。三要素中以氮肥对光合作用的效果较明显。追施氮肥促进光合速度增加的原因有两方面：一方面是促进叶面积增大，叶片数目增多，增加光合面积，这是间接的影响。另一方面是直接的影响，即影响光合能力。施氮肥后，叶绿素含量急剧增加。加速光反应。氛肥亦增加叶片蛋白氮百分率，而蛋白质是酶的主要组成成分，也使暗反应进行顺利。由此可见，施用氮肥促进光合作用的光反应和暗反应。