Світлова фаза – етап фотосинтезу, протягом якого за рахунок енергії сонця утворюються багаті енергією сполуки АТФ та молекули – носії енергії. Здійснюється на внутрішніх мембранах хлоропластів, у яких розташовуються молекули хлорофілу.
Наразі встановлено, що фотосинтез протікає у дві фази: світлову та темнову. У світлову фазу завдяки сонячній енергії відбувається збудження молекул хлорофілу та синтез молекул АТФ. Одночасно з цією реакцією під впливом світла розкладається вода із виділенням вільного кисню.
Світлова фаза фотосинтеза характерна наступними процесами: уловлювання квантів світла електронами хлорофілу, фотоліз води з виділенням кисню, синтез АТФ та НАДФ на Н.
В ході світлової фази фотосинтезу утворюється енергія як АТФ і універсальний донор атома водню — відновник НАДФН (НАДФ·Н2). Ці речовини необхідні для протікання темнової фази. Також утворюється побічний продукт – кисень.