Niecykliczne fotofosforylowanie jest procesem dwustopniowym, który obejmuje dwa różne fotofosforyny chlorofilu. Jest to lekka reakcja zachodząca na błony tylakoidowe wewnątrz chloroplastu.
Niecykliczne fotofosforylowanie rozpoczyna się, gdy cząsteczka wody ulega rozpadowi w procesie zwanym fotolizą. Następnie absorbowany jest foton, a światło powoduje reakcję łańcuchową, która przenosi energię do rdzenia. To z kolei pobudza dwa elektrony przeniesione do fheofityny. Przyjmowanie elektronów z innej cząsteczki wody powoduje ten deficyt. Te elektrony przenoszą się z fheofityny do plastochinonu i po dalszym rozbiciu są uwalniane. Następnie uwalniane są dwa jony H +, a następnie elektrony przez Cyt b6 i Cyt f, a następnie przez plastocyjaninę. Tworzy to gradient, który zapewnia energię do regeneracji ATP.
