Các phản ứng tối của quá trình quang hợp tạo ra các phân tử đường photphat với ba nguyên tử cacbon mỗi nguyên tử. Những phản ứng này, được gọi là chu trình Calvin, được gọi là phản ứng tối vì chúng không sử dụng trực tiếp năng lượng ánh sáng, nhưng chúng vẫn phụ thuộc vào năng lượng thu được từ ánh sáng và chỉ diễn ra vào ban ngày.
Thực vật sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời để chuyển đổi carbon dioxide và nước thành đường. Tuy nhiên, năng lượng từ mặt trời không trực tiếp phân hủy carbon dioxide và nước và tạo thành đường. Thay vào đó, có một bước trung gian nơi năng lượng được lưu trữ trong một phân tử khác được gọi là ATP. Sau đó, phân tử này được vận chuyển đến một phần khác của lục lạp, nơi nó được sử dụng để cung cấp năng lượng cho chu trình Calvin.
Bước đầu tiên của phản ứng tối bao gồm một phân tử có 5 nguyên tử cacbon phản ứng với một phân tử cacbon đioxit để tạo thành phân tử trung gian có 6 nguyên tử cacbon. Phân tử này tách ra ngay lập tức, và mỗi nửa sẽ trải qua hai phản ứng nữa trước khi chu trình Calvin thông qua với chúng. Mỗi lần thông qua chu trình cacbon tạo ra sáu trong số các phân tử này, nhưng năm trong số chúng được tiêu thụ sau đó để tái tạo các phân tử được sử dụng để thực hiện lại chu trình Calvin, có nghĩa là chỉ một trong số ba phân tử cacbon này còn lại sau mỗi chu trình Calvin hoàn thành.
