激發態的形成
通常色素分子是處于能量的最低狀態—基態(ground state)。色素分子吸收了一個光子后，會引起原子結構內電子的重新排列。其中一個低能的電子獲得能量后就可克服原子核正電荷對其的吸引力而被推進到高能的激發態(excited state)。下式表示葉綠素吸收光子轉變成了激發態。
激發態具有比基態高的能級，能級的升高來自被吸收的光能。葉綠素分子受光激發后的能級變化。
葉綠素
在可見光部分有二個吸收區：紅光區與藍光區。如果葉綠素分子被藍光激發，電子就躍遷到能量較高的第二單線態；如果被紅光激發，電子則躍遷到能量較低的第一單線態。處于單線態的電子，其自旋方向保持原有狀態，即配對電子的自旋方向相反。如果電子在激發或退激過程中，其自旋方向發生了變化，使原配對的電子自旋方向相同，那么該電子就進入了能級較單線態低的三線態。