光合作用中，受光激發推動的電子從 H2 O到輔酶Ⅱ（ NADP ）的傳遞過程。光合色素吸收光能后，把能量聚集到反應中心——一種特殊狀態的葉綠素 a分子，引起電荷分離和光化學反應。一方面將水氧化，放出氧氣；另一方面把電子傳遞給輔酶Ⅱ（ NADP ），將它還原成 NADPH，其間經過一系列中間（電子）載體（也稱遞體）。 綠色植物中，光合電子傳遞由兩個光反應系統相互配合來完成。一個是吸收遠紅光的特殊葉綠素 a分子，最大吸收峰在 700納米處，稱為 P700。由 P700和其他輔助復合物組成的光反應系統，稱光系統Ⅰ（ PSI）。另一個是吸收紅光的特殊葉綠素 a分子，其吸收峰在 680納米處，稱為 P680。由 P680和其他輔助復合物組成的光反應系統，稱光系統Ⅱ（ PSⅡ）。兩個光系統之間由細胞色素 b6 － f和鐵硫蛋白組成的復合物連接。
光合電子傳遞的主要載體有：質體醌（ PQ）；細胞色素 b6（ Cyt． b6 ）；質藍素（ PC）；鐵氧還素（ Fd）和 Fd－ NADP還原酶（ FNR）。 關于光合電子傳遞途徑，比較普遍接受的為 Z形方案，認為光合電子傳遞鏈是由 PSⅡ和 PSⅠ以及連接兩個光系統的一系列電子載體組成，電子傳遞鏈上各個載體按其氧化還原電位高低，成 Z形串聯排列。 PSⅡ的直接電子供體假設為 Z，它與水的分解和分子氧的釋放相連，這部分反應需有錳參加。原初電子受體是去鎂葉綠素（ Pheo），次級電子受體是醌（ Qa ， Qb ）。 PS－Ⅱ產生一個強氧化勢，從水中奪取電子，將水氧化，生成分子氧。 PS-Ⅰ的原初電子供體是 PC，它和 Cyt． f； Cyt． b6以及鐵硫蛋白（ Fe－ SR ）都位于葉綠體類囊體膜的內側。原初電子受體（ A0， A1）是單體的葉綠素 a，次級電子受體 X可能也是結合態的鐵硫蛋白（ Fe－ SA， Fe－ SB）， Fd則位于類囊體膜的外側，它與膜結合較松弛，因而易于分離。 PSⅠ產生一個強還原勢，使 Fd還原，然后把電子傳遞給 Fd－ NADP還原酶（ FNR）和 NADP 。連接兩個光系統之間的一個重要電子載體是 PQ，它可以跨類囊體膜作往返移動。在它氧化態時，它靠近膜的外側接受來自 Q的電子和類囊體膜外的質子；在還原態時移動到膜的內側，把電子傳遞給 Cyt． f，并將質子排入類囊體腔內。 PQ如此往返穿梭，在傳遞電子的同時，把質子從類囊體膜外傳入腔內，造成腔內外的質子濃度差，推動光合磷酸化作用，合成腺苷三磷酸（ ATP）。這種來自水的電子，經過兩個光系統的推動和一系列電子傳遞，最后傳遞到 NADP 的電子傳遞途徑，稱非循環電子傳遞。如果 PSⅠ激發的電子傳遞給 Fd后，不用于 NADP 還原，而是交回 PQ，就構成封閉式的循環電子傳遞，其中有電子載體細胞色素 b6 （ Cyt． b6 ）參加。當電子在 PSⅠ與 PSⅡ之間從高電位向低電位傳遞時，與磷酸化偶聯，把一部分電能轉化成 ATP中的化學能，而 NADPH與 ATP則用來推動光合碳循環中 CO2 的還原，從而完成光能→電能→化學能的能量轉化。