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Fe^3＋还原成Fe^2＋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H₂O₂的形成，而H₂O₂是由不均化反应造成的。