光合色素分布于于叶绿体类囊体膜，包含叶绿素、反应中心色素和辅助色素。光合色素是在光合作用中参与吸收、传递光能或引起原初光化学反应的色素。依功能不同，光合色素可分成天线色素和反应中心色素两类。

光合色素主要有三大类：叶绿素（包括细菌叶绿素）、类胡萝卜素和藻胆素。类胡萝卜素（包括胡萝卜素和叶黄素）和藻胆素等是对叶绿素捕获光能的补充，称为辅助色素。这些光合色素的一个共同的特点就是存在较长的共轭体系（有些是环形封闭的，有些是线性的），因此可以参与能量传递。