一是将水分解成氧气和[H]；二是参与ATP合成。光合色素在光合作用中参与吸收、传递光能或引起原初光化学反应的色素。光合色素存在于叶绿体类囊体膜，包含叶绿素、反应中心色素和辅助色素。

光合色素主要有三大类：叶绿素（包括细菌叶绿素）、类胡萝卜素和藻胆素。

类胡萝卜素（包括胡萝卜素和叶黄素）和藻胆素等是对叶绿素捕获光能的补充，称为辅助色素。这些光合色素的一个共同的特点就是存在较长的共轭体系（有些是环形封闭的，有些是线性的），因此可以参与能量传递。

高等植物和大部分藻类的光合色素是叶绿素a,b和类胡萝卜素；在许多藻类中除叶绿素a,b外，还有叶绿素c,d和藻胆素，如藻红素和藻蓝素；在光合细菌中是细菌叶绿素等；在嗜盐菌中则是一种类似视紫质的色素11-顺-视黄醛(11-cis-retinal)。