仙人掌的光合作用主要依靠其莖部進行，因為它們沒有葉子或葉子非常小。仙人掌的莖部含有葉綠素，這種色素能夠吸收陽光中的能量，並將之轉化為化學能。在光合作用過程中，仙人掌利用二氧化碳和水，在陽光的作用下產生葡萄糖和氧氣，這些產物為仙人掌提供了能量和營養物質。
仙人掌的光合作用效率較高，這是因為它們適應了乾旱和陽光充足的環境。通過最佳化光合作用途徑和提高光能利用率，仙人掌能夠在有限的資源中獲取更多的能量。此外，仙人掌在光合作用過程中還會產生一種名為「仙人掌素」的物質，這種物質有助於提高仙人掌的抗旱和抗寒能力。
仙人掌的夜間活動也是其適應環境的一種方式。在夜晚，仙人掌會打開氣孔，吸入二氧化碳並固定在體內，同時釋放白天光合作用中產生的氧氣。這種機制有助於調節體內的二氧化碳水平，並提高生存效率。