Các phản ứng không phụ thuộc vào ánh sáng của quá trình quang hợp là phản ứng hóa học chuyển carbon dioxide và các hợp chất khác thành glucose. Những phản ứng này xảy ra trong stroma, khu vực chứa đầy chất lỏng của lục lạp bên ngoài màng thylakoid. Có ba giai đoạn đối với các phản ứng không phụ thuộc vào ánh sáng, được gọi chung là chu trình Calvin: cố định carbon, phản ứng khử và ribulose 1,5- tái sinh bisphosphate (RuBP). Bất chấp tên gọi của nó, quá trình này chỉ xảy ra khi có ánh sáng. Thực vật không thực hiện chu trình Calvin vào ban đêm.