Hos planter, alger, cyanobakterier samt fototropiske og kemoautotropiske proteobakterier består enzymet almindeligvis af to typer af protein-underenheder, som kaldes den lange kæde (L med ca. 55.000 Da) og den korte kæde (S med ca. 13.000 Da). De enzymaktive substrat (ribulose-1,5-bisfosfat)-bindingssteder findes i de lange kæder, der danner dimere forbindelser, som vist på figur 1 (ovenfor til højre), hvor aminosyrer fra hver af de lange kæder bidrager til bindingsstederne. En helhed af otte lange kæde-dimerer og otte korte kæder samles til et større kompleks med ca. 540.000 Da. Hos nogle proteobakterier og dinoflagellater har man fundet enzymer, der udelukkende består af lange kæder. Magnesiumioner (Mg²⁺) er nødvendige for enzymaktivitet. Korrekt placering af Mg²⁺ i enzymets aktive sted kræver, at et lysin på det aktive sted får tilført et "aktiverende" CO₂-molekyle (hvorved der dannes et karbamat). Dannelsen af karbamatet bliver begunstiget af et basisk pH. pH og koncentrationen af magnesiumioner i væskedelen af grønkornene (stroma) forøges i lys. Se nedenfor.  Genmanipulation Da RuBisCO ofte anses for at begrænse fotosyntesen hos planter, kunne det være muligt at forbedre effektiviteten af fotosyntesen ved at ændre på RuBisCO-generne i planterne, sådan at man øger enzymets katalytiske aktivitet og/eller nedsætter tempoet i iltningsaktiviteten. Metoder, som man er begyndt at undersøge, omfatter overførelse af RuBisCO-gener fra én organisme til en anden, forøgelse af niveauet for dannelse af RuBisCOs underenheder, dannelse af RuBisCOs korte kæder ud fra grønkorn-DNA og ændring af RuBisCo-generne, så man kan forsøge at øge tendensen til kulstofbinding. En særligt interessant fremgangsmåde er at indføre RuBisCO-varianter med naturligt høj tilbøjelighed for CO₂, så som typer fra rødalgen  Galdieria partita, i planter. Man kan forvente, at det vil forbedre den fotosyntetiske effektivitet hos planteafgrøder . Vigtige fremskridt på dette område omfatter erstatningen af tobaksplantens enzym med det tilsvarende fra den fotosyntetiserende purpurbakterie Rhodospirillum rubrum . En ny teori undersøger udbyttet ved den forholdsmæssige tilbøjelighed (dvs. evne til at begunstige CO₂-binding i forhold til at indbygge fri ilt, hvad der fører til den energimæssigt ødsle fotorespiration) og den rate, produktet dannes ved. Forfatterne konkluderer, at RuBisCO i realiteten kan have udviklet sig til et punkt nær 'det perfekte' hos mange planter (med vidt forskellig adgang til substrat og miljøforhold), sådan at der er opnået et kompromis mellem CO₂-målrettethed og tempo i processen. Men forfatterne fra det samme forskerhold har fremsat en teori om, at fotosyntesen bliver hæmmet af RuBisCO ved de  CO₂-koncentrationer, der er i overensstemmelse med livets opretholdelse på kloden.