Il fotosistema I può operare indipendentemente dal fotosistema II e questa peculiarità viene a manifestarsi nelle cellule che hanno più bisogno di energia sotto forma di ATP quali, ad esempio, le cellule di guardia degli stomi o in quelle cellule dove la concentrazione di ossigeno può risultare dannosa per alcune vie metaboliche, ad esempio nelle eterocisti presenti in alcuni batteri fissatori di azoto che presentano cloroplasti mancanti del PS-II.

Illustrazione: Schema della fotosintesi ciclica

La ferrodossina può cedere l'elettrone anziché all'enzima ferrodossina-NADP-reduttasi nuovamente al citocromo b₆f e, in questo modo, viene messa in opera la cosiddetta fotosintesi ciclica dove il fotosistema I è di fatto indipendente dal fotosistema II che può non essere affatto presente. Nella fotosintesi ciclica non si produce ossigeno, che viene prodotto grazie al complesso di ossidazione dell'acqua che troviamo nel fotosistema II, ma soltanto ATP perché il citocromo b₆f è responsabile della traslocazione di protoni dallo stroma al lume tilacoidale. Nella fotosintesi ciclica, inoltre, proprio perché la ferrodossina non trasferisce i propri elettroni all'enzima ferrodossina-NADP-reduttasi non è possibile la sintesi di equivalenti di riduzione sotto forma di NADPH.