光系 統（photosystem, PS）是 進行光吸收的功能 單位，主要由 葉 綠素、 類胡 蘿蔔素、脂和蛋白 質 組成。光系 統包含 兩個主要成分：捕光 複合物（light-harvesting complex, LHC）和光反 應中心 複合物（reaction-center complex）。光系 統中的光吸收色素 負 責像天 線一 樣捕 獲光能， 並 將 這些能量 傳 遞 給中心的一 對 葉 綠素a，激 發 電子 進入光合作用的 電子 傳 遞 鏈。
光系 統分 為 兩 種 類型：光系 統Ⅰ（photosystem I, PSⅠ）和光系 統Ⅱ（photosystem II, PSⅡ）。光系 統Ⅰ主要分 布在 類囊 體膜的非垛 疊部分，其核心 複合 體包含反 應中心色素P700（最大吸收波 長 為700nm）、 電子受 體和PSⅠ捕光 複合 體（light harvesting complex I, LHC I）。而光系 統Ⅱ 則吸收短波 長（≤680nm）的光。
光系 統的 發 現可以追溯到1943年， 當 時的 愛默生（Emerson）通 過研究藻 類和 紅藻 對不同光波的量子 產 額， 發 現了 紅降 現象。 隨 後，在1957年，他 觀察到在 遠 紅光（710nm） 條件下 補充 紅光（650nm）可以使量子 產 額大增， 這 種 現象被 稱 為增益效 應或 愛默生效 應。 這些 實 驗 結果暗示植物 體中可能存在 兩 種色素系 統，它 們各有不同的吸收峰， 進行不同的光合反 應。 隨 著研究技 術的 進步，科 學家 們能 夠直接 從 葉 綠 體中分 離出 這 兩個光系 統，每 個光系 統都具有特殊的色素 複合 體及其他物 質。 基於 這些 實 驗 結果，希 爾（Hill）等人在1960年提出了 雙光系 統的概念。