Bei der lichtabhängigen Reaktion wird Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt. Diese Umwandlungen erfolgen bei Reaktionen, die an großen Enzymkomplexen in den Thylakoidmembranen ablaufen.

Die dabei ablaufenden Prozesse sind:

• Wasserspaltung (Fotolyse des Wassers)
• ATP-Bildung (Fotophosphorylierung)
• Reduktion von NADP⁺ zu NADPH+H+

Durch die Aufnahme der Lichtenergie werden zwei Elektronen (e^-) aus dem Fotosystem II (P680) herausgetrennt. Diese freigesetzten Elektronen hinterlassen eine Elektronenlücke im Reaktionszentrum, die einen Elektronentransport von einem Molekül Wasser zu einem Molekül NADP+ zur Folge hat. Wasser liefert die Elektronen, während das Coenzym NADP+ als Elektronenakzeptor fungiert.
Der Elektronentransport erfolgt über eine Reihe von Redoxsystemen, die die sog. Elektronentransportkette bilden. Dabei wird die Energie "portioniert" und in Form von ATP gespeichert.

Der Elektronentransport kann zyklisch oder nicht-zyklisch erfolgen.