Fotosentezin karanlık reaksiyonları, her biri üç karbon atomlu şeker fosfat molekülleri üretir. Calvin döngüsü olarak bilinen bu reaksiyonlara, doğrudan ışık enerjisi kullanmadıkları için karanlık reaksiyonlar denir, ancak yine de Işıktan yakalanan enerjiye bağlıdır ve yalnızca gün içinde oluşur.
Bitkiler enerjiyi güneş ışığından karbondioksit ve suyu şekere dönüştürmek için kullanırlar. Bununla birlikte, güneşten gelen enerji doğrudan karbondioksit ve suyun parçalanması ve şekerler oluşmasına yol açmaz. Bunun yerine, enerjinin ATP adı verilen farklı bir molekülde depolandığı bir ara adım vardır. Bu molekül daha sonra Calvin döngüsünü güçlendirmek için kullanıldığı kloroplastın farklı bir bölgesine taşınır.
Karanlık reaksiyonun ilk basamağı, altı karbon atomlu bir ara molekül oluşturmak için bir karbon dioksit molekülü ile reaksiyona giren beş karbon atomlu bir molekülü içerir. Bu molekül hemen parçalanır ve her bir yarı, Calvin döngüsü onlarla bitmeden iki reaksiyondan geçer. Karbon döngüsü boyunca her seferinde bu moleküllerden altı tane üretilir, ancak beşi, Calvin döngüsünü tekrar yapmak için kullanılan molekülleri yeniden oluşturmak için daha sonra tüketilir; bu, bu üç karbon molekülünden sadece birinin tamamlanan her Calvin döngüsünden sonra kalması anlamına gelir. >
