Les photosystèmes utilisent la lumière pour dynamiser un électron, qui est ensuite utilisé dans une chaîne de transport d'électrons pour créer des molécules à haute énergie à utiliser dans les réactions sombres de la photosynthèse. De telles réactions sont connues sous le nom de photophosphorylation et constituent l'étape de réaction légère de la photosynthèse.
Les photosystèmes sont des arrangements complexes de la chlorophylle a avec d'autres pigments, y compris la chlorophylle b, xanthophylles et caroténoïdes, qui captent l'énergie lumineuse pour dynamiser un électron retiré d'une eau molécule. Chez les plantes, les photosystèmes sont situés dans la membrane thykaloïde à l'intérieur du chloroplaste. Deux types de photosystèmes ont été identifiés: le photosystème I et le photosystème II.
P680 est la forme de chlorophylle a utilisée dans le photosystème I, et l'électron est transporté des pigments vers une protéine de ferredoxine. Les plantes ont le photosystème I en plus du photosystème II.
P700 est la forme de chlorophylle a utilisée dans le photosystème II et l'électron est transporté vers une molécule de plastoquinone. De nombreuses bactéries photosynthétiques n'ont que le photosystème II. Les cyanobactéries sont une exception notable ayant les deux types de photosystèmes.
Dans la photophosphorylation cyclique, l'électron excité libéré par le photosystème et utilisé dans la chaîne de transport d'électrons est renvoyé au photosystème I. Ce processus produit de l'ATP.
Dans la photophosphorylation non cyclique, l'électron passe du photosystème II à travers une série de réactions au photosystème I, qui ré-énergise l'électron en utilisant la lumière pour une autre série de réactions. L'électron n'est pas renvoyé aux photosystèmes et du NADPH est créé.