Fotosystémy využívajú na energiu elektrónu svetlo, ktoré sa potom používa v reťazci transportu elektrónov na vytvorenie vysokoenergetických molekúl na použitie pri temných reakciách fotosyntézy. Takéto reakcie sú známe ako fotofosforylácia a tvoria štádium fotosyntézy.
Fotosystémy sú zložité usporiadania chlorofylu a s inými pigmentmi, vrátane chlorofylu b, xantofyly a karotenoidy, ktoré zachytávajú svetelnú energiu na energizáciu elektrónu odstráneného z vody molekula. V rastlinách sú fotosystémy umiestnené v tykaloidnej membráne v chloroplaste. Dva typy fotosystémov boli identifikované ako fotosystém I a fotosystém II.
P680 je forma chlorofylu používaná vo fotosystéme I a elektrón je transportovaný z pigmentov do proteínu ferredoxínu. Rastliny majú okrem fotosystému II aj fotosystém I.
P700 je forma chlorofylu používaná vo fotosystéme II a elektrón je transportovaný do molekuly plastochinónu. Mnoho fotosyntetických baktérií má iba fotosystém II. Sinice sú významnou výnimkou pre oba typy fotosystémov.
Pri cyklickej fotofosforylácii sa energický elektrón uvoľnený fotosystémom a použitý v reťazci transportu elektrónov vracia do fotosystému I. Tento proces produkuje ATP.
Pri necyklickej fotofosforylácii elektrón prechádza z fotosystému II sériou reakcií na fotosystém I, ktorý elektrón opätovne napája pomocou svetla na ďalšiu sériu reakcií. Elektrón sa nevracia do fotosystémov a vytvára sa NADPH.