NADPH og ATP blir dannet i lysreaksjonene. De skjer i tylakoidmembranene inne i kloroplasten.

Klorofyll i fotosystem 2 fanger lysenergi. Energien løfter elektroner opp på et høyere energinivå, og elektronene blir sendt inn i en elektrontransportkjede. Elektronene som forsvinner fra fotosystem 2, blir erstattet ved at vann blir spaltet (fotolyse):

Når elektronene går gjennom elektrontransportkjeden, avgir de energi trinn for trinn. Denne energien brukes til å pumpe ${\mathrm{H}}^{+}$ fra stroma og inn i tylakoidrommet. Konsentrasjonen av ${\mathrm{H}}^{+}$ blir derfor mye høyere inne i tylakoiden enn utenfor, og vi får en protongradient.

${\mathrm{H}}^{+}$ strømmer tilbake til stroma gjennom enzymet ATP-syntase. Strømmen driver enzymet, som setter en fosfatgruppe på ADP. Slik blir ATP dannet. Dette kalles kjemiosmose, og i fotosyntesen fotofosforylering.

Elektronene ender til slutt i fotosystem 1. Der blir de løftet opp på et enda høyere energinivå av lysenergi. Deretter blir de ført videre til $\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{P}}^{+}$, som tar opp elektronene sammen med et ${\mathrm{H}}^{+}$ og blir redusert til NADPH:

Både ATP og NADPH blir frigitt i stroma. Der brukes de i Calvinsyklusen til å bygge sukker av $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$.