光合作用的第一幕是原初反應（primary reaction）。它是指光合作用中從葉綠素分子受光激發到引起第一個光化學反應為止的過程，其中包含色素分子對光能的吸收、傳遞和轉換的過程。兩個光系統（PSⅠ和PSⅡ）均參加原初反應。
當波長范圍為400 ~ 700 nm的可見光照射到綠色植物時，聚光色素系統的色素分子吸收光量子后，變成激發態。由于類囊體片層上的色素分子排列得很緊密（10 ~ 50 nm），光量子在色素分子之間以誘導共振方式進行快速傳遞。此外，能量即可以在相同色素分子之間傳遞，也可以在不同色素分子之間傳遞。因此能量傳遞效率很高。這樣，聚光色素就像透鏡把光束集中到焦點一樣把大量的光能吸收、聚集，并迅速傳遞到反應中心色素分子。
光化學反應（photochemical reaction），是光合作用的核心環節，能將光能直接轉變為化學能。當特殊葉綠素a對（P）被光激發后成為激發態P*，放出電子給原初電子受體（A）。葉綠素a被氧化成帶正電荷（P+）的氧化態，而受體被還原成帶負電荷的還原態（A-）。氧化態的葉綠素（P+）在失去電子后又可從次級電子供體（D）得到電子而恢復電子的還原態。這樣不斷地氧化還原，原初電子受體將高能電子釋放進入電子傳遞鏈，直至最終電子受體。同樣，氧化態的電子供體（D+）也要想前面的供體奪取電子，一次直到最終的電子供體水。
以上便是光反應的整個過程，其中光反應中心的光化學反應如下：
