一天之中，白天和黑夜的相對(duì)長(zhǎng)度稱為光周期，植物對(duì)白天和黑夜相對(duì)長(zhǎng)度的反應(yīng)，稱為植物的光周期現(xiàn)象。一般日照時(shí)間長(zhǎng)短影響植物的形態(tài)建成、生物量積累、器官形成和開(kāi)花等一系列生理現(xiàn)象。光照時(shí)間過(guò)短，植物無(wú)法進(jìn)行充分的光合作用，造成生長(zhǎng)緩慢、徒長(zhǎng)、瘦弱等生長(zhǎng)問(wèn)題出現(xiàn)，也會(huì)導(dǎo)致一些植物無(wú)法成花。多數(shù)植物工廠的植物來(lái)說(shuō)，每天給予14-16小時(shí)的光照，8-10小時(shí)的黑暗，即可滿足生長(zhǎng)發(fā)育的需要。

  依據(jù)植物開(kāi)花對(duì)于日照時(shí)間的反應(yīng)，人們將植物分為長(zhǎng)日植物(須大于12小時(shí)的光照時(shí)間才能開(kāi)花)、短日植物(小于10小時(shí)的光照時(shí)間才能開(kāi)花)和日中性植物(開(kāi)花對(duì)光照時(shí)長(zhǎng)不敏感)。因此植物工廠補(bǔ)光需根據(jù)采收要求，合理的對(duì)植物進(jìn)行補(bǔ)光時(shí)間的處理。

  植物工廠的光照分布一般多為頂光照系統(tǒng)，光源置于培養(yǎng)容器上方30-40cm處，光垂直照射下方的植株。頂光照垂直照射的方式便于日常操作和管理，但當(dāng)隨著植物株高的增長(zhǎng)，冠幅的增大，大量的光被高的植株中途擋截，僅有少量的光可被植物的下部葉片吸收利用，這樣導(dǎo)致一些植物種類不能夠很好的生長(zhǎng)發(fā)育。采用側(cè)光照系統(tǒng)可以極大的提高光能利用效率，側(cè)光照系統(tǒng)的光能利用效率是垂直光照系統(tǒng)的3-5倍。

  側(cè)光照系統(tǒng)中的植株較頂光照系統(tǒng)的植株節(jié)間更短，植株不徒長(zhǎng)，且植株的葉片數(shù)量較多，植株長(zhǎng)勢(shì)較好。但目前側(cè)光照系統(tǒng)應(yīng)用于生產(chǎn)還不成熟，不便于目前的植物工廠自動(dòng)化生產(chǎn)管理，且成本較高。

  在日常生產(chǎn)中，人們通過(guò)多種方法提高植物工廠頂光照系統(tǒng)的光能利用效率。調(diào)整頂光照系統(tǒng)的光照方向，可以減少光的散失;在燈管上方布置反光材料，使光反射變?yōu)橄蛳碌墓?，使植株的光照增?0-50%，在或者側(cè)面布置反光材料，可以使部分散射光變?yōu)閭?cè)光被植物側(cè)面吸收利用。

  太陽(yáng)光中的光譜極寬，但可以被植物有效吸收利用的光譜波長(zhǎng)是非常有限的。一般認(rèn)為，太陽(yáng)光中280-800nm波長(zhǎng)范圍的光是植物可吸收利用的光，這部分光影響著的植物的生長(zhǎng)發(fā)育。而這個(gè)波段中，起主要作用的是藍(lán)光波段(400-500nm)和紅光波段(600-700nm)。

  紅光波段是葉綠素最強(qiáng)的吸收光帶，對(duì)植物有著最強(qiáng)的光合效應(yīng)，紅光有利于大部分植物的干物質(zhì)積累，增大植株的葉片面積，加快植株葉片的生長(zhǎng)速率。通常紅光與遠(yuǎn)紅光(700-800nm)共同作用于植物的光敏色素(phytochrome)，調(diào)節(jié)著植物的光形態(tài)建成。適當(dāng)增加遠(yuǎn)紅光的比例，可促進(jìn)植株莖的生長(zhǎng)。

  藍(lán)光波段是植物進(jìn)行光合作用的次高峰區(qū)，是植物葉綠素和類胡蘿卜素的強(qiáng)吸收帶，對(duì)植物的生長(zhǎng)和生物量的積累亦有調(diào)控作用。藍(lán)光可提高植物幼苗的根系活力，提高根系對(duì)養(yǎng)分的總吸收面積和活躍吸收面積，有利于植物根系的生長(zhǎng)發(fā)育。

  除去紅藍(lán)光波段，植物對(duì)其他波段的光的吸收利用較少，因此對(duì)于植物形態(tài)和生理影響較小，但對(duì)植物生長(zhǎng)也會(huì)產(chǎn)生不同效果的影響。例如，UV-B (280-320nm)會(huì)導(dǎo)致植物色素褪色;UV-A (320-400nm)影響植物的光周期效應(yīng)，抑制莖的伸長(zhǎng);遠(yuǎn)紅外(700-800nm)影響著植物的發(fā)芽和開(kāi)花，黃綠光(500-600nm)可促進(jìn)植物的光合系統(tǒng)的光合效率。

  以往的研究發(fā)現(xiàn)，在植物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，一般單色光不足以保證植物的良好生長(zhǎng)，復(fù)合光可以有效解決這一問(wèn)題。適度提高復(fù)合光中紅藍(lán)光源的比例，可促進(jìn)植物工廠中種苗的生長(zhǎng)發(fā)育，改善植株長(zhǎng)勢(shì)。

  目前為止，植物工廠使用的人工光源主要有高壓鈉燈、熒光燈和發(fā)光二極管(LED)。早期的植物工廠多使用采用高壓鈉燈用于植物的補(bǔ)光，但其光譜缺少植物生長(zhǎng)必須的紅藍(lán)光譜，發(fā)熱量較高，功率高，不利于多層立體栽培。熒光燈的發(fā)射光譜范圍可在350-750nm之間，光譜性能較好，較高壓鈉燈相比，發(fā)光效率更高，功率較低，但其紅光光譜波峰值較低，一般在植物培養(yǎng)時(shí)需增加紅光光源進(jìn)行補(bǔ)光處理。

  LED是目前植物應(yīng)用最為廣泛的人工光源，LED可散發(fā)植物所需要的各種單色光，根據(jù)生產(chǎn)需要，可進(jìn)行不同光譜的組合，滿足植物的生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)于光譜的需求;作為冷光源，它具有散熱量小的優(yōu)點(diǎn)，可以很好的用于植物工廠的多層立體栽培;電能轉(zhuǎn)換效率也較高，節(jié)電效果為熒光燈和高壓鈉燈的數(shù)倍;同時(shí)兼具環(huán)保、壽命長(zhǎng)、少維護(hù)等特點(diǎn)，因此是目前植物工廠應(yīng)用較多的主流光源。