La chlorophylle et le magnésium sont liés en ce que la molécule de chlorophylle contient un ion magnésium. Les plantes vertes sont tributaires de la chlorophylle pour la photosynthèse, et le magnésium est nécessaire pour la production de chlorophylle. Cet élément est donc un nutriment essentiel pour les plantes vertes. Dans le processus de la photosynthèse, les plantes vertes utilisent l'énergie du soleil pour synthétiser du glucose à partir de l'eau et du dioxyde de carbone. L'oxygène est produit en tant que sous-produit de cette réaction et donc ce processus est en grande partie responsable du maintien de la teneur en oxygène de la planète.
La structure de la chlorophylle lui permet de jouer un rôle crucial dans la photosynthèse. Les molécules de chlorophylle sont porphyrines, un groupe de composés qui ont en commun un arrangement de quatre atomes d'azote avec un espace dans le centre qui leur permet d'intégrer un ion métallique que peuvent se lier aux atomes d'azote. Cette formation existe dans les molécules de chlorophylle et de magnésium ions sont assis au centre. Les porphyrines sont souvent fortement colorées en raison de leur tendance à absorber la lumière des fréquences particulières. La chlorophylle absorbe la lumière rouge et bleue de façon très efficace, laissant feu vert pour être réfléchie, ce qui expliquerait la couleur de plantes vertes.