O fotossistema II é a primeira etapa da fotossíntese, em que a molécula de clorofila usa a energia da luz para tirar um elétron de uma molécula de água. Isso divide a molécula de água, gerando oxigênio e íons de hidrogênio. Os elétrons e íons de hidrogênio são usados para alimentar a criação de ATP e, por fim, carboidratos, em estágios posteriores da fotossíntese.
Durante o fotossistema II, a energia da luz excita um dos elétrons da clorofila, fazendo com que ele seja perdido para outras moléculas receptoras que a passam para longe da clorofila. Isso deixa a clorofila com um desequilíbrio de elétrons, que ela corrige retirando um elétron de baixa energia de uma molécula de água. A clorofila é na verdade apenas uma parte de um grande complexo de moléculas conhecido como centro de reação, e cada etapa principal é, na verdade, acompanhada por muitas etapas menores, passando elétrons de um grupo funcional para o próximo.
As moléculas de clorofila não precisam esperar até que um fóton as atinja diretamente para iniciar o fotossistema II. Eles são capazes de usar a energia da luz mesmo se o encontro inicial for em outra molécula próxima. Na verdade, o fotossistema usa uma matriz molecular de antenas coletoras de luz que capturam e transferem a energia da luz para a molécula de clorofila.