希尔反应是指叶绿体借助光能使电子受体还原并放出氧的反应。当希尔（ R． Hill， 1939）用光照射加有草酸高铁的叶绿素悬浊液时，发现 Fe3＋ 还原成 Fe2＋ 并放 O2 （ 1939）。希尔反应一般可用下式表示：

　　（ Hill reagent）或称希尔氧化剂（ Hilloxidant）。虽然在光合成中，生理学上的希尔氧化剂是 NADP＋ ，但用草酸高铁、铁氰化钾和苯醌等化合物也能观察到希尔反应。另外，虽然 O2 仍可作为氧化剂，但在这种情况可见有 O2 － （超氧阴离子）和 H2 O2 的形成，而 H2 O2 是由不均化反应造成的。