Grupa chromoforowa pochłaniając światło zmienia konformację chromoproteiny, powodując wzajemne przekształcanie dwóch form fitochromu.
Forma fitochromu PFR zapoczątkowuje w komórce szereg reakcji, między innymi regulując ekspresję niektórych genów. Dokładny mechanizm regulacji metabolizmu komórki przez fitochrom nie został poznany. Forma PR jest wytwarzana w cytozolu i tam pod wpływem światła przekształca się w formę PFR, która przemieszczana jest do jądra komórkowego. Zjawisko to sugeruje bezpośredni udział fitochromu w regulacji ekspresji genów. Istnieje hipoteza, że fitochrom w formie PFR służy jako kinaza wpływająca na aktywację czynników transkrypcyjnych.
Historia badań nad fitochromem Fitochrom został odkryty przez Sterlinga Hendricks and Harry'ego Borthwick z USDA-ARS Beltsville Agricultural Research Center w Marylandzie w latach pięćdziesiątych ubiegłego stulecia. Wymienieni naukowcy korzystając ze spektrografu zbudowanego z pożyczonych i pozostałych po wojnie części odkryli, że światło czerwone jest bardzo efektywne w pobudzaniu kiełkowania nasion i wywoływaniu kwitnienia roślin. Reakcje na światło czerwone można było odwrócić przez oświetlenie roślin daleką czerwienią. Sam fitochrom został zidentyfikowany za pomocą spektroskopu przez biofizyka Warrena Butlera i biochemika Harolda Siegelmana w roku 1959.