Fotosystémy využívají světlo k energizaci elektronu, které se pak používá v elektronovém transportním řetězci k vytvoření vysokoenergetických molekul pro použití při temných reakcích fotosyntézy. Takové reakce jsou známé jako fotofosforylace a představují světelnou reakční fázi fotosyntézy.
Fotosystémy jsou komplexní uspořádání chlorofylu a s jinými pigmenty, včetně chlorofylu b, xantofyly a karotenoidy, které zachycují světelnou energii k energizaci elektronu odstraněného z vody molekula. V rostlinách jsou fotosystémy umístěny v tykaloidní membráně v chloroplastu. Byly identifikovány dva typy fotosystémů jako fotosystém I a fotosystém II.
P680 je forma chlorofylu používaná ve fotosystému I a elektron je transportován z pigmentů do proteinu ferredoxinu. Rostliny mají kromě fotosystému II i fotosystém I.
P700 je forma chlorofylu používaná ve fotosystému II a elektron je transportován do molekuly plastochinonu. Mnoho fotosyntetických bakterií má pouze fotosystém II. Sinice jsou významnou výjimkou u obou typů fotosystémů.
Při cyklické fotofosforylaci se energizovaný elektron uvolněný fotosystémem a použitý v elektronovém transportním řetězci vrací do fotosystému I. Tento proces produkuje ATP.
V necyklické fotofosforylaci elektron prochází z fotosystému II sérií reakcí na fotosystém I, který elektron znovu napájí pomocí světla pro další sérii reakcí. Elektron není vrácen do fotosystému a je vytvořen NADPH.