Die Lichtreaktion findet in der Thylakoidmembran statt, die aus einer 5-7 nm dicken Lipiddoppelschicht besteht und in sich geschlossen ist. Die Thylakoidmembran grenzt eine innere Phase, das Lumen, von der äußeren, dem Stroma ab. Die an der Lichtreaktion beteiligten Komponenten sind Membrankomplexe, die in die Membran eingebettet sind. In den Pigment-Protein-Komplexen, den photosynthetischen Reaktionszentren, wird die Lichtenenergie zum Aufbau eines elektrochemischen Potentials genutzt, um später ATP zu bilden. In der Lichtreaktion arbeiten zwei unterschiedliche Photosysteme in Reihe, um den Elektronentransport von H2O zum NADPH zu ermöglichen. Die folgende Abbildung zeigt ein vereinfachtes Modell des Aufbaus der Thylakoidmembran, wobei die schwarzen Pfeile den Elektronen- und Protonenfluss schematisch darstellen.

Übersicht der Elektronentransportkette