光合磷酸化(photophosphorylation)是植物葉綠體的類囊體膜或光合細菌的載色體在光下催化腺二磷（ADP）與磷酸（Pi）形成腺三磷（ATP）的反應。
有兩種類型：循環式光合磷酸化和非循環式光合磷酸化。前者是在光反應的循環式電子傳遞過程中同時發生磷酸化，產生ATP。
后者是在光反應的非循環式電子傳遞過程中同時發生磷酸化，產生ATP。在非循環式電子傳遞途徑中，電子最終來自于水，最后傳到氧化型輔酶Ⅱ（NADP+）。因此，在形成ATP的同時，還釋放了氧并形成還原型輔酶Ⅱ（NADPH）。
