Esta fase chámase así porque é precisa a captación de enerxía luminosa para que teña lugar, e o seu obxectivo, é fundamentalmente obter por unha banda:

• Enerxía: en forma de ATP (adenosín trifosfato), molécula pertencente aos ácidos nucleicos presente en todos os seres vivos e que constitúe a "moeda" enerxética necesaria para que teñan lugar logo todos os procesos vitais. Esta enerxía sera logo utilizada para formar materia orgánica.
• Poder redutor (NADPH): lembremos que o obxectivo final da fotosíntese é formar moléculas orgánicas con moitos hidróxenos (H). A iso lles chamamos moléculas moi reducidas (o contrario de oxidadas), e se conseguen grazas a intervención de moléculas coma o NADPH, que lles van cedendo os H.

Neste proceso, os electróns da clorofila P680, que pasou a un nivel enerxético superior grazas á luz do sol, son transferidos a moléculas de niveis enerxéticos inferiores. A enerxía liberada no proceso, é utilizada para traer protóns (H+) dende o estroma hacia o interior do tilacoide, onde se xuntan cos xa liberados na fotolise da auga:

Os electróns da cadea de transporte son cedidos á clorofila P700.

Cando incide a luz sobre a clorofila P700 do fostosistema I, esta se excita e pasa tamén a un nivel de enerxía superior, e de novo, os electróns serán cedidos a moléculas con estados enerxéticos inferiores. Neste caso, a enerxía xerada, é investida en formar NADPH no estroma do cloroplasto grazas a unha enzima, a NADP+ reductasa:

A acumulación de protóns (H+) no interior do tilacoide crea unha situación de diferencia de potencial a ambos lados da membrana, que se resolve pasando os protóns cara ao estroma a través dunhas estruturas chamadas ATP sintetasas, capaces de investir esta "forza" na formación de ATP:

Este proceso é coñecido coma fase luminosa cíclica, e cando remata obtemos:

É dicir, ATP e poder redutor.

Existe unha fase, chamada cíclica, na que intervén só o fotosistema I, e na que non se utiliza polo tanto auga, e ten como finalidade fabricar ATP, pero non se forma NADPH. É necesaria para afrontar a seguinte fase, a de síntese de materia orgánica.