I lysreaksjonen blir vann oksidert til oksygen og protoner (hydrogenioner). Oksygen er et biprodukt og diffunderer ut av cellen. Elektronene fra det oksiderte vannmolekylet blir overført til et reaksjonssenter bestående av klorofyll og ulike proteiner (fotosystem II) som blir eksitert av lys. Elektronene blir så sendt videre til en rekke av proteiner (elektrontransportkjede) før de blir overført til enda et klorofyllholdig reaksjonsenter (fotosystem I). I dette reaksjonssenteret blir klorofyllet eksitert av lys og elektronene ført videre til diverse proteiner før de ender opp på ferredoksin. Ferredoksin kan gi elektronene videre til NADP reduktaase som katalyserer reaksjonen 2NADP+ + 2H ⇒ 2NADPH. Ferrodoksin kan også gi elektronene til elektrontransportkjeden mellom de to fotosystemene dersom det er et overskudd av NADPH i cellen (syklisk elektronflyt). ATP blir også dannet i lysreaksjonen ved at proteinene i elektrontransportkjeden danner en protongradient over membranen hvor reaksjonssentrene sitter. Denne gradienten blir brukt av enzymet ATP Synthease for å syntetisere ATP.