Bir bitki hücresinin kloroplastlarının stromasında koyu reaksiyonlar meydana gelir. Stroma, fotosentezin hafif reaksiyonlarından sorumlu yapılar olan thylakoid membranları çevreleyen alandır. Fotosentezin glukoz üretmesi için hem açık hem de koyu renkli reaksiyonlar gereklidir.
Işığın varlığında veya yokluğunda karanlık reaksiyonlar oluşabilir. Bu reaksiyonlar, Calvin devirindeki karbondioksiti işlemek için ışık reaksiyonlarında yaratılan enerjiyi kullanır. Işık reaksiyonları enerjiyi güneş ışığından alır ve Calvin döngüsünün gerçekleşmesi için gereken kimyasal enerjiye dönüştürür. Thylakoid membranlardaki klorofil ve diğer pigmentler, ışık reaksiyonları sırasında güneş ışınlarının kırmızı ve mavi spektrumundan ışığı alır. Yeşil tayftan gelen ışık yansıtılır ve bitkiye yeşil rengini verir.
Fotosentezin karanlık reaksiyonlarında ortaya çıkan glikozun bir kısmı bitki tarafından kullanılır. Bitkinin kullanmadığı glikoz bitkinin dokularında depolanır. Hayvanlar bitkileri yerler ve depolanan ekstra glikozu alırlar. Glikoz, hem bitkiler hem de hayvanlar tarafından, hücresel solunum sırasında hücresel işlemler için enerji üretmek için kullanılır. Enerjinin yanı sıra, hücresel solunum da fotosentez işlemi için gerekli olan karbondioksit ve suyu üretir.
