Photosystem II to pierwszy etap fotosyntezy, w którym cząsteczka chlorofilu wykorzystuje energię światła do pobrania elektronu z cząsteczki wody. Dzieli cząsteczkę wody, tworząc jony tlenu i wodoru. Elektrony i jony wodorowe służą do wspomagania tworzenia ATP, a ostatecznie węglowodanów, w późniejszych etapach fotosyntezy.
Podczas fotosystemu II energia z światła pobudza jeden z elektronów w chlorofilu, powodując jego utratę w stosunku do innych cząsteczek receptora, które przechodzą obok chlorofilu. Pozostawia to chlorofil z nierównowagą elektronową, którą prostuje, pobierając niskoenergetyczny elektron z cząsteczki wody. Chlorofil to właściwie tylko jedna część dużego kompleksu cząsteczek zwanego centrum reakcji, a każdemu z głównych etapów towarzyszy wiele drobnych kroków, przechodzących elektrony z jednej grupy funkcyjnej do następnej.
Cząsteczki chlorofilu nie muszą czekać, aż foton uderzy ich bezpośrednio, aby zainicjować fotosystem II. Są w stanie używać energii ze światła, nawet jeśli początkowe spotkanie odbywa się w innej pobliskiej cząsteczce. Rzeczywiście, w systemie fotosystemów wykorzystuje się układ molekularny anten zbierających światło, które wychwytują i przenoszą energię ze światła na cząsteczkę chlorofilu.
