Photosystem II ist der erste Schritt der Photosynthese, bei dem das Chlorophyllmolekül Lichtenergie verwendet, um einem Wassermolekül ein Elektron zu entziehen. Dadurch wird das Wassermolekül gespalten und Sauerstoff- und Wasserstoffionen erzeugt. Die Elektronen und Wasserstoffionen werden verwendet, um die Bildung von ATP und schließlich Kohlenhydraten in späteren Phasen der Photosynthese anzutreiben.
Während des Photosystems II regt die Energie des Lichts eines der Elektronen im Chlorophyll an, wodurch es an andere Rezeptormoleküle verloren geht, die es vom Chlorophyll wegleiten. Dadurch verbleibt im Chlorophyll ein Elektronenungleichgewicht, das es korrigiert, indem es einem Wassermolekül ein energiearmes Elektron entnimmt. Das Chlorophyll ist eigentlich nur ein Teil eines großen Molekülkomplexes, der als Reaktionszentrum bekannt ist, und jeder Hauptschritt wird tatsächlich von vielen Nebenschritten begleitet, bei denen Elektronen von einer funktionellen Gruppe zur nächsten übertragen werden.
Chlorophyll-Moleküle müssen nicht warten, bis ein Photon direkt auf sie trifft, um das Photosystem II zu initiieren. Sie sind in der Lage, die Energie des Lichts zu nutzen, selbst wenn die erste Begegnung in einem anderen Molekül in der Nähe stattfindet. Tatsächlich verwendet das Photosystem eine molekulare Anordnung von lichtsammelnden Antennen, die die Energie des Lichts einfangen und auf das Chlorophyllmolekül übertragen.