Quando cloroplastos isolados são iluminados, fornecendo-se a eles ADP e fosfato, ocorre a síntese de ATP. Este processo foi denominado fosforilação fotossíntética, ou fotofodforilação.
Deste modo, é através de processos de fotofosforilação que pode ser acíclica ou cíclica, que a energia luminosa do Sol é transformada em energia química, que fica armazenada nas moléculas de ATP.
Quando moléculas de clorofila e outros pigmentos fotossintetizantes recebem energia luminosa, perdem elétrons. Isto porque a luz excita os elétrons, que pulam para fora da molécula.
Ao se isolar moléculas de clorofila em solução e iluminá-las, haverá fluorescência, porque os elétrons excitados pulam para um nível energético superior e ao retornar ao níve anterior (clorofila), liberem a energia luminosa absorvida. O mesmo não ocorre quando se fornece luz a cloroplastos inteiros, pois os elétronss excitados são captados por uma substância aceptora de elétrons.
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