تحتاج جميع المخلوقات الحية إلى عدة عناصر حتى تبقى على الحياة وتنمو لتتمكن من إنتاج أجيال جديدة، وهي:
الضوء
الهواء
الماء
العناصر الغذائية
مساحة للنمو
الضوء: تحصل النباتات عادة على الطاقة الضوئية من الشمس، لكن يمكن للنباتات أيضًا أن تنمو في الضوء الاصطناعي، وتستخدم النباتات الطاقة الضوئية لصنع نوع من السكر يسمى الجلوكوز، وهذا هو مصدر الطاقة للنبات، وتصنع النباتات الجلوكوز في جزء من خلايا الأوراق يسمى البلاستيدات الخضراء، حيث تحتوي كل بلاستيدة خضراء على صبغة خضراء تسمى الكلوروفيل، وعادة إذا لم يتلق النبات ما يكفي من الضوء، فسوف ينمو ببطء شديد، لكنه أيضًا إذا تعرض للكثير من الضوء يمكن أن يتسبب في جفاف النبات والتربة التي يعيش فيها.
الهواء: يحتوي الهواء على العديد من الغازات، والنبات يحتاج عادة لغاز ثاني أكسيد الذي يتفاعل كيميائيًا بفعل الضوء الذي يتلقاه النبات من الشمس لينتج الجلوكوز وهذه العملية تسمى التمثيل الضوئي، وأحد نواتج هذه العملية هو الأكسجين.
الماء: تحتاج النباتات إلى الماء لإتمام عملية التمثيل الضوئي، ويتم امتصاص الماء بواسطة الجذور التي تنقله عبر الساق إلى البلاستيدات الخضراء الموجودة في الأوراق، ويساعد الماء أيضًا في نقل العناصر الغذائية من التربة إلى النبات، وعند حصول النبات على كمية قليلة من الماء، ويمكن أن يذبل أو يموت أيضًا عند حصوله على كمية أكبر من المطلوب حيث يمكن أن يسبب ذلك تعفن جذر النبات، ويمكن أن يمتص النبات كمية قليلة من الماء عبر الأوراق.
العناصر الغذائية: تحتاج معظم النباتات إلى النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم، وهذه المواد تذوب في الماء الموجود في التربة، فتتمكن جذور النبات من امتصاصها ونقلها لباقي أجزاء النبات، وفي حالة عدة توافر هذه العناصر في التربة، يمكن أن تساعد الأسمدة في توفيرها لتساعد النبات على النمو بشكل أسرع.
مساحة للنمو: تحتاج جذور النبات إلى مساحة حتى تتمكن من الانتشار وامتصاص الماء والمواد المغذية، كما تحتاج الأوراق إلى مساحة حتى تصل إلى الضوء.