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.
Fotosíntesis
Cuando existe abundante dióxido de carbono, la enzima RuBisCO (mediante su actividad como carboxilasa) introduce el compuesto químico en el ciclo de Calvin con gran eficacia. Pero cuando la concentración de dióxido de carbono en la hoja es considerablemente inferior en comparación a la de oxígeno, la misma enzima es la encargada de catalizar la reacción de la RuBisCO con el oxígeno (mediante su actividad como oxigenasa), en lugar del dióxido de carbono. Esta reacción es considerada la primera fase del proceso fotorrespiratorio, en el que los glúcidos se oxidan a dióxido de carbono y agua en presencia de luz. Además, este proceso supone una pérdida energética notable al no generarse ni NADH ni ATP (principal rasgo que lo diferencia de la respiración mitocondrial). Además, la fotorrespiración conlleva a que se pierde ribulosa 1,5-bifosfato (necesaria para el Ciclo de Calvin), solo una parte del carbono vuelve al cloroplasto, se produce CO2 y, en conclusión, la fotorrespiración resulta en un lastre para la planta al deshacer parte de lo conseguido en la fotosíntesis.