光反应就是阳光如何转化为化学能。它涉及几个蛋白质复合物。
植物和藻类包含两个独立的部分光合作用配合物:光系统I和II。这两种光系统所包含的成分不同色素吸收特定波长光的分子。这些色素分子的作用像漏斗;色素吸收阳光并将激发能传递给邻近的色素分子，直到它到达漏斗底部，即反应中心。
反应中心由几个分子组成，它们使激发能转化为电子流。电子从反应中心之一的叶绿素分子中被推出，并迅速被附近的分子吸收。
在光系统II中，这个电子用来还原一种叫做质体醌的载体分子。质体醌吸收两个电子和两个质子并将电子转移到下一个复合物中电子传递链．
氧演化复合体位于光系统II的两个反应中心叶绿素旁边。这种结构可以催化水分解反应。分解水的反应对于替换叶绿素的电子和保持电子传递链的运行是必不可少的。这种含氧复合体将水分解成氧分子、质子和电子。质子扩散到类囊体腔中，在那里积累。每分裂两个水分子，就会产生一个氧分子。氧气基本上是光合作用的废物。
这是光反应的化学方程式:
2 H2O + 2 nadp++ nADP + nPi→O2+ 2 nadph + 2 h++ nATP