De lichtreactie van fotosynthese. De lichtreactie vindt plaats in twee fotosystemen (eenheden van chlorofylmoleculen). Lichtenergie (aangegeven door golvende pijlen) geabsorbeerd door fotosysteem II veroorzaakt de vorming van hoog-energetische elektronen, die worden overgebracht langs een reeks acceptormoleculen in een elektronentransportketen naar fotosysteem I. fotosysteem II verkrijgt vervangende elektronen uit watermoleculen, wat resulteert in hun splitsing in waterstofionen (H+) en zuurstofatomen. De zuurstofatomen combineren om moleculaire zuurstof (O2) te vormen, die in de atmosfeer wordt vrijgegeven. De waterstofionen komen vrij in het lumen. Extra waterstofionen worden in het lumen gepompt door elektronenacceptormoleculen. Hierdoor ontstaat een hoge concentratie ionen in het lumen. De stroom van waterstofionen terug over het fotosynthetische membraan verstrekt de energie die nodig is om de synthese van het energierijke molecuul adenosine trifosfaat (ATP) te drijven. Hoog-energetische elektronen, die vrijkomen als fotosysteem I absorbeert lichtenergie, worden gebruikt om de synthese van nicotine adenine dinucleotide fosfaat (NADPH). Fotosysteem I verkrijgt vervangende elektronen uit de elektronentransportketen. ATP verstrekt de energie en NADPH verstrekt de waterstofatomen nodig om de volgende fotosynthetische donkere reactie, of Calvijncyclus te drijven.