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酸素発生型光合成の電子伝達反応に関与する3つのタンパク質複合体の1つで，光化学系Ⅱと光化学系Ⅰとの間の電子伝達反応を担う．光化学系Ⅱで二電子還元されたプラストキノン(プラストキノール)はシトクロムb6f複合体のチラコイド膜内腔(ルーメン)側に存在するQP部位(Qo部位とも呼ばれる)に結合し，リスケ鉄硫黄クラスターとシトクロムb6がもつ低酸化還元電位型のヘムbLへ1個ずつ電子を渡す．このとき，チラコイド膜内腔にプロトンを放出し，チラコイド膜を介したH+濃度勾配の形成に寄与する．電子はリスケ鉄硫黄クラスターからC型のシトクロムであるシトクロムfを介してプラストシアニン(または一部の藻類ではシトクロムc6)に渡される．低酸化還元電位型のヘムbLから，シトクロムb6がもつもう一つのヘム鉄である高酸化還元電位型のbHに伝達された電子は，チラコイド膜のストロマ側にあるQn部位(Qi部位とも呼ばれる)で再びプラストキノンの還元に利用される(Qサイクルモデル)．リスケタンパク質からシトクロムfヘの経路は高電位経路，シトクロムb6内部でのへムbLからbHへの経路は低電位経路ともいう．
シトクロムb6f複合体は，8種のタンパク質(リスケ鉄硫黄クラスタータンパク質(PetC)，シトクロムf (PetA)，シトクロムb6 (PetB)，サブユニットⅣ(PetD)，PetM，PetG，PetN，PetL)から成る．さらに，高等植物ではフェレドキシン-NADP+オキシドレダクターゼ(FNR)が結合しているという報告もある．低分子量の4つのタンパク質サブユニット(PetM，PetG，PetN，PetL)の役割は不明であるが，PetN欠損突然変異体ではシトクロムb6f複合体が欠失する．シトクロムb6f複合体には1分子ずつのクロロフィルaとβ-カロテンが結合している．X線結晶構造解析の結果から，サブユニットⅣにクロロフィルaが，PetLとPetMの間にβ-カロテンが結合しているとわかっているが，その役割は不明である．電子伝達系の酸化還元レベルの変化に伴う光化学系Ⅱの集光性クロロフィルa/bタンパク質複合体(LHCII)のリン酸化レベルの変化など，光による光合成系の調節機構においてもシトクロムb6f複合体は重要な役割を果たしていると考えられている．結晶構造解析の結果から，二量体として存在・機能していることがわかっている．
