Fotosistemi uporabljajo svetlobo za energijo elektrona, ki se nato uporablja v verigi prenosa elektronov za ustvarjanje visokoenergijskih molekul za uporabo v temnih reakcijah fotosinteze. Takšne reakcije so znane kot fotofosforilacija in predstavljajo stopnjo svetlobne reakcije fotosinteze.
Fotosistemi so kompleksna ureditev klorofila a z drugimi pigmenti, vključno s klorofilom b, ksantofili in karotenoidi, ki zajemajo svetlobno energijo za energijo elektrona, odstranjenega iz vode molekula. V rastlinah se fotosistemi nahajajo v tikaloidni membrani znotraj kloroplasta. Dve vrsti fotosistemov sta bili opredeljeni kot fotosistem I in fotosistem II.
P680 je oblika klorofila, ki se uporablja v fotosistemu I, in elektron se iz pigmentov prenese v beljakovino ferredoksin. Rastline imajo poleg fotosistema II še fotosistem I.
P700 je oblika klorofila, ki se uporablja v fotosistemu II, elektroni pa se prenesejo v molekulo plastokinona. Mnoge fotosintetske bakterije imajo samo fotosistem II. Cianobakterije so pri obeh vrstah fotosistemov izjemna izjema.
Pri ciklični fotofosforilaciji se energizirani elektron, ki ga sprosti fotosistem in se uporablja v elektronski transportni verigi, vrne v fotosistem I. Ta postopek proizvaja ATP.
Pri neciklični fotofosforilaciji prehaja elektron iz fotosistema II skozi vrsto reakcij na fotosistem I, ki znova zažene energijo z uporabo svetlobe za drugo serijo reakcij. Elektron se ne vrne v fotosisteme in ustvari se NADPH.
