Fotofosforylering is het gebruik van lichtenergie om uiteindelijk de energie te leveren voor de omzetting van ADP in ATP, waardoor de universele energievaluta in levende wezens wordt aangevuld. In de eenvoudigste systemen in prokaryoten wordt fotosynthese alleen gebruikt voor de produktie van energie, en niet voor de opbouw van biologische moleculen. In deze systemen is er een proces dat cyclische fotofosforylering wordt genoemd, dat alleen het ADP tot ATP proces voltooit voor onmiddellijke energie voor deze cellen. Dit proces maakt alleen gebruik van Fotosysteem I en het chlorofyl P700.
De bovenstaande schets van het cyclische proces is gebaseerd op een visualisatie in Moore, et al. Twee fotonen uit hetzij het rode hetzij het blauwe eind van het spectrum passen in de gevoelige respons van de pigmenten. Zij worden opgevangen door het antennecomplex en overgebracht naar het reactiesysteem I, dat twee energierijke elektronen bijdraagt aan de primaire elektronenreceptor. Deze worden doorgegeven aan ferrodoxine (Fd), een ijzerhoudend eiwit dat als elektronendrager fungeert. Een tweede elektronendrager, plastochinon (Pq), transporteert de elektronen naar een complex van twee cytochromen. Daarbij wordt energie geleverd om een protongradiënt over het membraan te produceren, die kan worden gebruikt voor de omzetting van ADP in ATP. De elektronen worden door plastocyanine (Pc) teruggevoerd naar het P700 pigment in het reactiecentrum om de cyclus te voltooien.
Deze schets volgt het voorbeeld van Karp om de gebeurtenissen ten opzichte van het membraan te plaatsen. Dit maakt het duidelijker dat het proces om ATP te produceren wordt aangedreven door de proton gradiënt. Karp wijst erop dat deze cyclische fotofosforylering ook plaatsvindt in geïsoleerde chloroplasten en extra ATP kan leveren ter ondersteuning van de koolhydraatsynthese die plaatsvindt als gevolg van het niet-cyclische elektronentransport.
Energiecyclus in levende wezens