光是植物生長發育的基本環境因素。它不僅是光合作用的基本能源，而且是植物生長發育的重要調節因子。植物的生長發育不僅受光量或光強(光子通量密度，photon fl ux density，PFD)的制約，而且受光質即不同波長的光與輻射及它們不同組成比例的影響。
太陽光譜可以粗分為紫外輻射(ultraviolet，UV<400 nm，包括UV-A 320~400 nm；UV-B280~320 nm；UV-C<280 nm，100~280 nm)、可見光或光合有效輻射(photosynthetically active radiation，PAR， 400~700 nm，其中藍光400~500 nm；綠光500~600 nm；紅光600~700 nm)和紅外輻射(700~800 nm)三大部分。由於平流層(同溫層)內臭氧的吸收，UV-C和大部分UV-B到達不了地球表面。到達地面的UV-B輻射強度因地理的(海拔高度和緯度)、時間的(日時間、季節變化)、氣象的(雲層有無、厚薄等)和其他環境因素如大氣汙染的不同而發生變化。
植物能夠察覺生長環境中光質、光強、光照時間長短和方向的微妙變化， 啟動在這個環境中生存所必需的生理的和形態結構的變化。藍光、紅光和遠紅光在控制植物光形態建成中發揮關鍵作用。光敏素(phytochrome，Phy)、隱花素(crypto chrome，Cry)和向光素(向光蛋白，phototropin，Phot)這些光受體接受光信號，並通過信號轉導引發植物的生長發育變化。
這裡所說的單色光，是指一個特定波段範圍內的光。不同實驗所用同一種單色光的波段範圍並不完全一致，而且往往與波長相近的其他單色光有不同程度的波段重疊，特別是在單色性好的LED光源出現以前更是如此。這樣， 自然會產生不同甚至相互矛盾的結果。
紅光
紅光(R)抑制節間伸長，促進橫向分枝和分櫱，延遲花分化，增加花色素苷、葉綠素和類胡蘿蔔素。紅光可以引起擬南芥根系的正向光性運動。紅光在植物對生物和非生物脅迫的抗性上具有積極作用。
遠紅光(FR)在許多情況下可以抵消紅光效應。低R/FR比值導致菜豆光合能力降低。在生長室內以白色螢光燈為主要光源、用LEDs補充遠紅輻射(發射峰734 nm)使花色素苷、類胡蘿蔔素和葉綠素含量降低，而使植株鮮重、乾重、莖長、葉長和葉寬增加。補加FR對生長的促進作用可能是由於葉面積增加而導致的對光吸收的增加。低R/FR條件下生長的擬南芥比高R/FR下生長的植物葉片大而厚、生物質數量大， 冷適應能力強。不同比例的R/FR還可以改變植物的抗鹽性。
藍光
一般來說，增加白光中的藍光份額可以縮短節間、縮小葉面積、降低相對生長速率和提高氮/碳(N/C)比率。
高等植物葉綠素合成和葉綠體形成以及具有高葉綠素a/b比與低類胡蘿蔔素水平的陽生葉綠體都需要藍光。在紅光下傘藻細胞的光合速率逐漸降低，轉到藍光下或在連續紅光下增加一些藍光後光合速率迅速恢復。當暗生長的菸草細胞被轉移到連續藍光下3d後，二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶(rubulose-1，5-bisphosphate carboxylase/oxygenase，Rubisco)總量和葉綠素含量急劇增加。與此相一致，單位培養液體積內細胞乾重也急劇增加，而在連續紅光下則極緩慢地微有增加。
顯然，對於植物的光合作用及生長發育而言，僅僅有紅光是不夠的。在單一紅光LEDs光源下小麥可以完成生命周期，但是要想獲得高大植株和大量種子，必須補充適量的藍光（表1）。在單一紅光下生長的萵苣、菠菜和蘿蔔產量低於紅藍組合光下生長的植株，而含適量藍光的紅藍組合光下生長的植株產量比得上冷白螢光燈下生長的植株。與此相類似，在單一紅光下擬南芥可以產生種子，但是與冷白螢光燈下生長的植株相比，隨著藍光比例的減少(10%~1%)，紅藍組合光下生長的植株抽苔、開花與結果都延遲。但是，在含10%藍光的紅藍組合光下生長的植株種子產量僅為冷白螢光燈下生長的植株的一半。過量的藍光抑制植物生長，節間變短、分枝減少、葉面積變小和總乾重降低。植物對藍光的需要存在明顯的物種差異。