Como o Fotossistema II (FS II), o Fotossistema I (FS I) captura fotões e transporta-os através de moléculas de clorofila para um centro reativo. No FS I, os fotões reenergizam os eletrões que entraram no FS I pelo FS II. A partir do centro reativo, o eletrão de alta energia é enviado através de uma cadeia de transporte de eletrões e, por fim, junta-se a um eletrão adicional e um protão para reduzir NADP+ em NADPH. Assim, semelhante ao FS II que captura energia para gerar ATP, o FS I captura energia para criar NADPH.
Os pigmentos do complexo de captura de luz no Fotossistema I absorvem fotões e retransmitem a energia para o centro reativo (P700). Após a oxidação, um eletrão de alta energia é passado do par especializado de clorofila a para o principal receptor de eletrões. Desta vez, no entanto, os eletrões ausentes do par de clorofila a são substituídos pelos eletrões que viajam do Fotossistema II (em vez de haver divisão da água como no FS II). No seu caminho do FS II para o FS I, os eletrões passam pela cadeia de transporte de eletrões, que contém a molécula portadora plastoquinona, o complexo proteico duplo de citocromo, e plastocianina.
Assim que o eletrão é excitado no centro reativo do FS I, ele entra em uma segunda cadeia de transporte de eletrões—o complexo proteico ferredoxina. O eletrão único junta-se então a outro eletrão e um protão (H+) que são todos aceites pela NADP+ redutase para formar o produto NADPH. Assim, o FS II captura energia para criar um gradiente de protões que é no fim usado para fazer ATP, e a energia capturada no FS I é usada para produzir NADPH.
