Ở thực vật C4, quá trình quang hợp diễn ra trong lục lạp của tế bào trung mô có thành mỏng và axit 4 cacbon được chuyển đến tế bào có vỏ bọc có thành dày, nơi chu trình Calvin xảy ra trong lục lạp của tế bào thứ hai đó. Điều này bảo vệ Chu trình Calvin từ tác động của phản ứng quang phân tử. Theo cách này, carbon dioxide từ không khí và nước từ đất ở trạng thái rối loạn hơn được kết hợp để tạo thành các phân tử đường có trật tự hơn. Carbon dioxide được thu giữ trong một chu trình phản ứng được gọi là chu trình Calvin hoặc chu trình Calvin-Benson sau khi những người phát hiện ra nó. Nó còn được gọi là chu kỳ C 3.