Begge fotosystemene ligger i tylakoidmembranen i kloroplasten og hører til lysreaksjonene i fotosyntesen.

Likheter. Begge er proteinkomplekser med antennepigmenter (klorofyll a, klorofyll b og karotenoider) rundt et reaksjonssenter med klorofyll a. Antennepigmentene fanger lysenergi og fører energien inn til reaksjonssenteret. I begge fotosystemene blir et elektron i reaksjonssenteret eksitert og sendt videre til en elektronmottaker og derfra inn i en elektrontransportkjede. Begge må få tilført nye elektroner for å kunne fortsette.

Forskjeller. Reaksjonssenteret i fotosystem 2 kalles P680 fordi det absorberer lys best ved bølgelengden 680 nm. I fotosystem 1 heter reaksjonssenteret P700 og absorberer best ved 700 nm.

Fotosystem 2 erstatter elektronene sine ved å spalte vann (fotolyse):

Oksygengassen er et avfallsstoff og går ut av bladet. Fotosystem 1 spalter ikke vann. Det får elektronene sine fra elektrontransportkjeden som starter i fotosystem 2.

Elektronene fra fotosystem 2 gir fra seg energi i elektrontransportkjeden. Energien brukes til å pumpe ${\mathrm{H}}^{+}$ inn i tylakoidrommet. Protongradienten driver enzymet ATP-syntase, som lager ATP. Elektronene fra fotosystem 1 går derimot via ferredoksin til et enzym som reduserer $\mathrm{N}\mathrm{A}\mathrm{D}{\mathrm{P}}^{+}$ til $\mathrm{NADPH}$. Fotosystem 1 kan også kjøre syklisk elektrontransport, der elektronene føres tilbake til kjeden og bare gir ATP.