Obecné rysy všeobecně uznávaného mechanismu přenosu fotoelektronů, v němž při přenosu elektronů z vody na oxid uhličitý probíhají dvě světelné reakce (světelná reakce I a světelná reakce II), navrhli Robert Hill a Fay Bendall v roce 1960. Tento mechanismus je založen na relativním potenciálu (ve voltech) různých kofaktorů řetězce přenosu elektronů, které mají být oxidovány nebo redukovány. Molekuly, které mají v oxidované formě nejsilnější afinitu k elektronům (tj. jsou silnými oxidačními činidly), mají nízký relativní potenciál. Naopak molekuly, které se ve své oxidované formě obtížně redukují, mají po přijetí elektronů vysoký relativní potenciál. Molekuly s nízkým relativním potenciálem jsou považovány za silná oxidační činidla a molekuly s vysokým relativním potenciálem jsou považovány za silná redukční činidla.
Encyclopædia Britannica, Inc.
V diagramu popisujícím fázi světelné reakce fotosyntézy jsou vlastní fotochemické kroky obvykle znázorněny dvěma svislými šipkami. Tyto šipky znamenají, že speciální pigmenty P680 a P700 přijímají světelnou energii od molekul bílkoviny chlorofylu, které světlo sklízejí, a zvyšují svou energii ze základního stavu do excitovaného stavu. V excitovaném stavu jsou tyto pigmenty mimořádně silnými redukčními činidly, která rychle předávají elektrony prvnímu akceptoru. Tyto první akceptory jsou rovněž silnými redukčními činidly a rychle předávají elektrony stabilnějším nosičům. Při světelné reakci II může být prvním akceptorem feofytin, což je molekula podobná chlorofylu, která má rovněž silný redukční potenciál a rychle předává elektrony dalšímu akceptoru. Další v řadě jsou speciální chinony. Tyto molekuly jsou podobné plastochinonu; přijímají elektrony z feofytinu a předávají je mezilehlým přenašečům elektronů, mezi které patří pool plastochinonu a cytochromy b a f spojené v komplexu s železo-sirným proteinem.
Ve světelné reakci I jsou elektrony předávány dále železo-sirným proteinům v lamelární membráně, po kterých elektrony proudí k ferredoxinu, malému ve vodě rozpustnému železo-sirnému proteinu. Jsou-li přítomny NADP+ a vhodný enzym, dvě molekuly ferredoxinu, z nichž každá nese jeden elektron, předají dva elektrony NADP+, který přijme proton (tj. vodíkový iont) a stane se NADPH.
Pokud molekula P680 nebo P700 odevzdá elektron, vrátí se do základního (nevzbuzeného) stavu, ale s kladným nábojem v důsledku ztráty elektronu. Tyto kladně nabité ionty jsou extrémně silná oxidační činidla, která odebírají elektron vhodnému donoru. P680+ lehké reakce II je v přítomnosti vhodných katalyzátorů schopen odebírat elektrony z vody. Existují dobré důkazy, že se na této katalýze podílejí dva nebo více atomů manganu v komplexu s bílkovinou, které odebírají čtyři elektrony ze dvou molekul vody (s uvolněním čtyř vodíkových iontů). Komplex manganu a proteinu odevzdává tyto elektrony jeden po druhém prostřednictvím neidentifikovaného přenašeče na P680+, čímž jej redukuje na P680. Když se mangan selektivně odstraní chemickým ošetřením, tylakoidy ztratí schopnost oxidovat vodu, ale všechny ostatní části elektronové dráhy zůstanou nedotčeny.
Ve světelné reakci I P700+ získává elektrony z plastocyaninu, který je zase přijímá z mezipřenašečů, včetně poolu plastochinonu a molekul cytochromu b a cytochromu f. V případě světelné reakce I se elektrony získávají z plastocyaninu. Bazén mezipřenašečů může přijímat elektrony z vody prostřednictvím světelné reakce II a chinonů. Přenos elektronů z vody do ferredoxinu prostřednictvím dvou světelných reakcí a mezipřenašečů se nazývá necyklický tok elektronů. Alternativně mohou být elektrony přenášeny pouze světelnou reakcí I, v takovém případě jsou recyklovány z ferredoxinu zpět do intermediárních nosičů. Tento proces se nazývá cyklický tok elektronů
.