（photophosphorylation）
光合作用中与电子传递相偶联的ADP与无机磷酸（Pi）酯化形成ATP的作用。由于形成ATP所需的能量是来自光能，故称光合磷酸化以区别于与呼吸链相偶联的磷酸化作用（氧化磷酸化）。有2种类型：（1）循环式光合磷酸化，是与循环的电子流相偶联，在此过程中仅形成ATP。（2）非循环式光合磷酸化，是与非循环电子流相偶联，除形成ATP外，还形成NADPH，并释放氧气。
2NADP++2ADP+2Pi+2H2O→
2NADPH+2H++2ATP+O2
高等植物光合作用中形成的ATP，主要来自非循环式光合磷酸化。
其作用机理目前仍多以化学渗透学说解释，该学说认为在电子传递和ATP形成之间起偶联作用的是膜内外之间存在质子电动势梯度。在光合链中主要通过质体醌（PQ）的氧化还原过程可以造成类囊体膜内外pH差（见PQ），又因为膜内正电荷高于膜外，在膜内外也存在电势差。因此，在膜内外之间也存在质子电动势梯度，由于这种势差的存在，因而再次驱使质子由膜内通过膜向膜外流动，当质子通过膜上的CF0及CF1（分别相当线粒体中F0及F1）向膜外移动时，发生磷酸化作用，即催化ADP与Pi形成ATP。
