Pha sáng diễn ra biến đổi quang lí (diệp lục hấp thu năng lượng của ánh sáng trở thành dạng kích động điện tử) và biến đổi quang hoá: diệp lục ở trạng thái kích động truyền năng lượng cho các chất nhận để thực hiện 3 quá trình quan trọng là quang phân li nước, hình thành chất có tính khử mạnh (NADPH ở thực vật hoặc NADH ở vi khuẩn quang hợp) và tổng hợp ATP.