Chức năng chính của chu trình Calvin là chuyển đổi carbon dioxide trong không khí thành đường, mà thực vật và tảo sử dụng làm thức ăn. Thực vật phụ thuộc trực tiếp vào chu trình Calvin để cung cấp năng lượng cần thiết để phát triển và sinh sản. Vì đời sống thực vật nằm ở cuối chuỗi thức ăn nên chu trình Calvin chịu trách nhiệm cung cấp thức ăn và chất dinh dưỡng cho tất cả các sinh vật theo một cách nào đó.
Năng lượng cung cấp cho chu trình Calvin được cung cấp bởi hai chất hóa học, nicotinamide adenin dinucleotide phosphate và adenosine triphosphate, là một nucleotide chứa một lượng lớn năng lượng hóa học trong các liên kết phốt phát của nó. Cả hai hóa chất đều chứa năng lượng thu được từ ánh sáng mặt trời.
Chu trình Calvin có bốn giai đoạn chính: cố định carbon hoặc carboxyl hóa, khử, hình thành và tái sinh carbohydrate. Trong giai đoạn cacboxyl hóa, carbon dioxide được thêm vào một đường 5 carbon-phosphate để tạo ra một hợp chất sáu carbon nhanh chóng phân tách thành hai đường ba-carbon-phốt phát. Trong giai đoạn khử, hợp chất mới được khử thành glyceraldehyde-3-phosphate, còn được gọi là triose phosphate. Hóa chất này được cung cấp năng lượng bởi các hợp chất cung cấp năng lượng thúc đẩy chu trình Calvin. Trong giai đoạn hình thành carbohydrate, các phốt phát trios được sử dụng để tạo ra các carbohydrate khác, chẳng hạn như sucrose và tinh bột. Trong giai đoạn tái tạo, các enzym chuyển đổi các phốt phát triose còn lại thành các phốt phát đường năm cacbon bổ sung được sử dụng trong giai đoạn cacboxyl hóa.
