Reaktionszentren, die in den Fotosystemen vorhandenen Pigment-Protein-Komplexe, die die elementaren Reaktionseinheiten der fotosynthetischen Lichtreaktionen darstellen. Mit modernsten physikalischen Methoden ist es seit den 1980er-Jahren gelungen, die R. von fotosynthetisch aktiven Bakterien zu analysiern. Während die R. der Pflanzen und Cyanobakterien Chlorophyllmoleküle enthalten, kommen in bakteriellen R. Bakteriochlorophyll und verwandte Moleküle vor, welche die Funktionseinheiten der fotosynthetischen Energiewandlung darstellen. Im Jahre 1985 gelang es einer Gruppe aus Chemikern und Physikern um H. Michel, J. Deisenhofer und R. Huber in München, die atomare Struktur der R. des fotosynthetischen Purpurbakteriums Rhodopseudomonas viridis aufzuklären. Für diese bahnbrechende Arbeit, die erstmals eine hochauflösende Röntgenstruktur eines Membranprotein beschrieb, erhielten sie 1988 den Nobelpreis für Chemie.

Die R. von Rhodopseudomonas bestehen aus vier Proteinuntereinheiten (H, L, M und C), Pigmentmolekülen und Elektronenakzeptoren, die zusammen die fotochemische Nutzung der absorbierten Lichtenergie ermöglichen. Die Pigmente übernehmen dabei die Funktion von Lichtabsorbern und Elektronenträgern. Das Protein stellt eine starre Struktur zur Verfügung, welche die Elektronen übertragenden Pigmentmoleküle genau an die benötigte Stelle positioniert. Für den Elektronentransfer wichtig sind die Farbstoffe Bakteriochlorophyll und Bakteriophaeophytin, sowie als Elektronenakzeptoren die beiden Chinone. Der Elektronentransfer wird durch die Anregung eines eng in Kontakt zueinander stehenden Paares von Bakteriochlorophyll-Molekülen (special pair) durch Licht oder elektronische Energie aus den Antennen initiiert. Während die Primärreaktion ca. 200 ps dauert, erfolgen die weiteren Transferschritte zum Chinon auf einer um Größenordnungen langsameren Zeitskala. Die bakteriellen R. von Rhodopseudomonas ähneln in ihrem Aufbau denen des Fotosystems II. Die R. des Fotosystems I haben Ähnlichkeit zu R. der anaeroben grünen Schwefelbakterien. Sie enthalten als Elektronenakzeptoren Eisen-Schwefel-Proteine.

Bei Organismen, die wie Grünalgen, Moose, Farne und Samenpflanzen zur Fotosynthese fähig sind, werden die R. des Fotosystems I als P700 und die des Fotosystems II als P680 bezeichnet. Bei photosynthetischen Purpurbakterien lautet die Bez. P870.