Dalam proses kemiosmosis pada kloroplas, proton (H⁺) dipompa melalui transfer elektron ke salah satu sisi membran, membuat sebuah kemiringan atau gradien, yang kemudian memungkinkan mereka untuk berdifusi kembali melintasi melalui sintase ATP. Proses ini memungkinkan ATP yang dihasilkan dari ADP + P.

Dalam kloroplas, proton (H⁺) dipompa ke dalam ruang membran tilakoid dan kemudian berdifusi kembali ke stroma. Hal ini menyebabkan ATP (seperti NADPH) yang akan diproduksi di stroma, yang membuatnya tersedia untuk siklus Calvin.

Peningkatan cahaya menyebabkan peningkatan jumlah proton (H⁺) yang dipompa ke dalam membran tilakoid. Kemiringan atau gradien PH tidak akan terjadi jika tidak ada cahaya, karena prosesnya membutuhkan energi cahaya untuk bekerjanya.