希爾反應是指葉綠體借助光能使電子受體還原并放出氧的反應。當希爾（R．Hill，1939）用光照射加有草酸高鐵的葉綠素懸濁液時，發現Fe^3＋還原成Fe^2＋并放O₂（1939）。希爾反應一般可用下式表示：

　　（Hill reagent）或稱希爾氧化劑（Hilloxidant）。雖然在光合成中，生理學上的希爾氧化劑是NADP^＋，但用草酸高鐵、鐵氰化鉀和苯醌等化合物也能觀察到希爾反應。另外，雖然O₂仍可作為氧化劑，但在這種情況可見有O₂－（超氧陰離子）和H₂O₂的形成，而H₂O₂是由不均化反應造成的。