La produzione primaria

La materia non vivente, inorganica, diventa vivente, organica, perché i vegetali utilizzando la luce come sorgente di energia uniscono elementi e molecole inorganiche per costruire le complesse molecole organiche che costituiscono gli organismi viventi.

La produzione di sostanza organica nei laghi è il risultato dell'attività fotosintetica delle alghe e delle macrofite.

La fotosintesi è un processo molto complesso si realizza in due serie di reazioni biochimiche tra loro collegate:
- la prima si attua in presenza di luce e porta ad un accumulo di energia a partire dalla radiazione solare
- la seconda si attua al buio ed è una fase di accumulo dell'energia in forma chimica
Le cellule vegetali dispongono di pigmenti fotorecettori per catturare l'energia dei fotoni costituenti la radiazione solare. I più importanti pigmenti fotosintetici sono le clorofille, ed in particolare la clorofilla a, che conferiscono ai vegetali il colore verde. Ci sono poi altri numerosi pigmenti accessori, come i carotenoidi e le xantofille, capaci di captare solamente radiazioni di particolari lunghezza d'onda. Perciò ogni pigmento ha uno spettro di assorbimento caratteristico.
La fotosintesi, e quindi la crescita delle alghe e delle macrofite, dipende moltissimo dalla luce e dalla temperatura come succede anche ai vegetali terrestri. Per questo la crescita algale avviene solamente nella zona eufotica ed è massima nei mesi caldi.

La produzione di sostanza organica dipende anche, ovviamente, dalla disponibilità di materia inorganica, e in particolare di carbonio, ossigeno idrogeno, azoto e fosforo.