Chu trình quang hợp Calvin bắt đầu sau khi năng lượng ánh sáng được tế bào thực vật chuyển hóa thành năng lượng hóa học. Các phân tử adenosine triphosphate, hay ATP, đã tạo ra năng lượng cho chu trình Calvin. Chu trình Calvin sử dụng năng lượng để tạo ra carbohydrate từ nước và carbon dioxide.
Chu trình Calvin là cách chính năng lượng được tạo ra trong quá trình quang hợp được sử dụng. Carbohydrate mà nó tạo ra vừa là phân tử dự trữ năng lượng chính vừa là thành phần cấu trúc chính của thực vật. Chu trình Calvin chỉ tạo ra đường đơn tự nó, nhưng các carbohydrate phức tạp hơn như tinh bột và xenluloza được tạo ra từ những đường đơn đó trong các quá trình khác.
Quá trình quang hợp diễn ra trong lục lạp, các bào quan đặc biệt trong tế bào thực vật và tảo. Để sử dụng năng lượng ánh sáng từ mặt trời, lục lạp có các phân tử được gọi là diệp lục. Các phân tử này là cấu trúc protein lớn với một nguyên tử magiê ở giữa. Năng lượng ánh sáng làm cho các nguyên tử magiê giải phóng các điện tử, sau đó cung cấp năng lượng cho việc tạo ra ATP. Không phải tất cả các phản ứng đều trực tiếp. Các phân tử khác như beta carotene có thể hấp thụ năng lượng ánh sáng và truyền năng lượng cho phân tử diệp lục. Các phân tử khác này hấp thụ ánh sáng có màu sắc khác với chất diệp lục, vì vậy chúng giúp tế bào thực vật hoạt động hiệu quả hơn.
