Fotosentez, iki ana aşamada gerçekleşen bir biyokimyasal süreçtir. Bu aşamalar, ışığa bağımlı reaksiyonlar ve ışığa bağımsız reaksiyonlar olarak ikiye ayrılır. Işığa bağımlı reaksiyonlar kloroplast organelinin granum yapısında, yani tilakoid zarında gerçekleşir. Işığa bağımsız reaksiyonlar ise kloroplastın sıvısı olan stromada meydana gelir. Işığa bağımlı reaksiyonlar sırasında ışık enerjisi kullanılır ve bu reaksiyonlar, ışığın doğrudan etkisi altındadır. Tepkimeye giren su molekülleri sayesinde ATP ve NADPH gibi enerji taşıyıcı moleküller üretilir ve bu moleküller, ışığa bağımsız reaksiyonlara aktarılır.

Fotosentez ışık reaksiyonlarında, ışığa bağımlı reaksiyonlar ardışık indirgenme ve yükseltgenme tepkimeleriyle gerçekleşir. Bu tepkimeler sırasında moleküller elektron alır ve verir, bu da fotosentezde ışıklı reaksiyonların gerçekleşmesini sağlar.

İndirgenme: İndirgenme olayı, bir molekülün elektron kazanması olayıdır.

Yükseltgenme: Yükseltgenme, bir molekülün elektron vermesi durumudur.

Öncelikle, Fotosistem II (PSII) ışık enerjisi ile uyarılır. Işık enerjisi, PSII'nin yapısında bulunan klorofil pigmenti tarafından soğurulur. Klorofil, ışık enerjisini soğurduktan sonra elektron kaybeder ve bu kayıp, ışıklı evrenin başlangıç tepkimesini başlatır. PSII'nin yükseltgenmesiyle elektron kaybı meydana gelir.

PSII yükseltgenince elektron kaybeder ve bu kaybın telafi edilmesi için su molekülleri parçalanır. Bu süreçte, 4 adet hidrojen iyonu ve 1 adet oksijen gazı açığa çıkar. Elektronlar, PSII tarafından alınarak ilk elektron alıcısına aktarılır. Elektronların aktarımı sırasında indirgenme ve yükseltgenme olayları meydana gelir. Plastokinon, sitokrom ve plastosiyanin gibi ETS elemanları üzerinden elektronlar aktarılır.

Bu süreçte, ADP molekülü ATP'ye dönüşür. Fotosistem I (PSI) de ışık enerjisi ile uyarılır ve ışık enerjisi PSI'ın yapısındaki klorofil tarafından soğurulur. Klorofil, ışık enerjisini soğurduktan sonra elektron kaybeder ve PSI da yükseltgenir. Elektronlar, PSI'dan ilk elektron alıcısına, oradan da ferrodoksine aktarılır. Ferrodoksin, elektronlarını NADP⁺'ye aktarır ve bu süreçte NADP⁺, hidrojen iyonları ile birleşerek NADPH'yi oluşturur. Bu şekilde, ışıklı evre tamamlanır ve açığa çıkan oksijen gazı atmosfere salınır.