Wenn das Chlorophyll-Molekül Licht absorbiert, wird es destabilisiert und seine relativ frei beweglichen Elektronen werden energetisiert und an Moleküle abgegeben, die Kohlenhydrate erzeugen. Diese Abgabe energetisierter Elektronen ist die Umwandlung des absorbierten Lichts Energie, die die Photosynthese antreibt. Das Kohlenhydrat wird mit der Energie aus Kohlendioxid und Wasser erzeugt und erzeugt Sauerstoff als Abgas.
Chlorophyll ist ein komplexes Molekül mit einer Hauptgruppe, die aus einer Reihe von cyclischen Kohlenwasserstoffen besteht, die einen Ring aus Stickstoffatomen umgeben. Die Stickstoffatome selbst umgeben ein einzelnes Magnesiumatom. Die Kohlenstoffringe um die Stickstoffatome wechseln zwischen Einfach- und Doppelbindungen, und Elektronen fließen relativ frei von einem Teil zum anderen. Teilweise dadurch und teilweise aufgrund der sehr geringen Elektronegativität von Magnesium verliert das Molekül sehr leicht Elektronen. Wenn Chlorophyll Licht absorbiert, verändert das Elektron, das Licht absorbiert, spezielle Moleküle in Blättern so, dass sie Kohlendioxid- und Wassermoleküle aufbrechen und die Bildung neuer Bindungen zwischen ihren Bestandteilen steuern.
Chlorophyll absorbiert nur rote und blaue Lichtwellenlängen stark, und daher liefern nur diese Farben tatsächlich ausreichend Energie, um die Photosynthese anzutreiben. Grünes Licht hingegen wird von Chlorophyll sehr stark reflektiert, sodass die anderen Pigmente in Blättern, wie rote Carotinoide, vollständig verdeckt werden.