Metabolismo
La fotosíntesis es la síntesis de glucosa a partir de energía solar, dióxido de carbono () y agua (), con oxígeno como producto de desecho. Ese proceso utiliza el y el producido por los centros de reacción fotosintéticos para convertir el en 3-fosfoglicerato, que puede ser convertido en glucosa. Esa reacción de fijación del es llevada a cabo por la enzima RuBisCO (ribulosa 1, 5 bifosfato carboxilasa-oxigenasa) como parte del ciclo de Calvin. Se dan tres tipos de fotosíntesis en las plantas: fijación del carbono C3, fijación del carbono C4 y fotosíntesis  (siglas de la expresión inglesa "Crassulacean acidic metabolism"). Esos tipos difieren en la vía que sigue el en el ciclo de Calvin, con plantas C3 que fijan el directamente mientras que las fotosíntesis C4 y incorporan el primero en otros compuestos como adaptaciones para soportar la luz solar intensa y las condiciones secas.
Fijación de carbono
En su actividad como oxigenasa, no hay fijación de carbono, y además, el fosfoglicolato formado debe transformarse en una segunda molécula de 3-fosfoglicerato por medio de un proceso llamado fotorrespiración. La fotorrespiración consume energía, lo que supone una disminución del rendimiento de la fotosíntesis. La actividad oxigenasa de esta enzima se favorece cuando en el cloroplasto hay bajas concentraciones de , altas de y altas temperaturas, por lo que en las plantas que viven en climas que favorecen estas condiciones evolucionó una serie de adaptaciones que evitan la fotorrespiración y mantienen el rendimiento fotosintético alto, al asegurar que la concentración de que entra al ciclo de Calvin siempre será alta, al fijarlo previamente en otros compuestos. Estas adaptaciones conducen a lo que actualmente se conocen como plantas y CAM.