Fotosystem använder ljus för att stimulera en elektron, som sedan används i en elektrontransportkedja för att skapa högenergimolekyler för användning i fotosyntesens mörka reaktioner. Sådana reaktioner är kända som fotofosforylering och utgör ljusreaktionssteget för fotosyntes.
Fotosystem är komplexa arrangemang av klorofyll a med andra pigment, inklusive klorofyll b, xantofyller och karotenoider, som fångar upp ljusenergi för att ge en elektron bort från ett vatten molekyl. I växter finns fotosystem i tykaloidmembranet i kloroplasten. Två typer av fotosystem har identifierats som fotosystem I och fotosystem II.
P680 är den form av klorofyll som används i fotosystem I, och elektronen transporteras från pigmenten till ett ferredoxinprotein. Växter har fotosystem I utöver fotosystem II.
P700 är den form av klorofyll som används i fotosystem II och elektronen transporteras till en plastokinonmolekyl. Många fotosyntetiska bakterier har endast fotosystem II. Cyanobakterier är ett anmärkningsvärt undantag med båda typerna av fotosystem.
Vid cyklisk fotofosforylering returneras den energisatta elektronen som frigörs av fotosystemet och används i elektrontransportkedjan till fotosystem I. Denna process producerar ATP.
Vid icke-cyklisk fotofosforylering passerar elektronen från fotosystem II genom en serie reaktioner till fotosystem I, som återaktiverar elektronen med hjälp av ljus för en annan serie reaktioner. Elektronen returneras inte till fotosystemen och NADPH skapas.