光系统Ⅰ（PSⅠ）是叶绿体类囊体膜中的蛋白复合体，主要分布于基质片层及基粒类囊体的非垛叠区域。其结构由捕光复合体LHCⅠ、含P700色素分子的反应中心及电子受体组成，通过吸收长波红光驱动电子传递链，参与NADP+的还原与ATP合成。研究显示，PSⅠ在非循环磷酸化中活性稳定，且膜结构的松散状态会引发质子渗漏，需依赖特定蛋白维持功能。

光反应中每传递4个电子，可催化2分子NADPH生成，并促进类囊体腔内外H+浓度差形成