Οι άνθρωποι δεν είναι οι μόνοι που αγαπούν τους υδατάνθρακες. Τα φυτά τα χρειάζονται επίσης για να επιβιώσουν και οι υδατάνθρακες αποτελούν σημαντική πηγή ενέργειας. Κατά τη φωτοσύνθεση, τα φυτά συνδυάζουν νερό με διοξείδιο του άνθρακα και ηλιακό φως για να παράγουν υδατάνθρακες. Υπάρχουν δύο μέρη της φωτοσύνθεσης: οι αντιδράσεις που εξαρτώνται από το φως και οι αντιδράσεις ανεξάρτητες από το φως ή οι σκοτεινές αντιδράσεις.
Ο κύκλος του Calvin είναι μια σκοτεινή αντίδραση επειδή δεν χρειάζεται ηλιακό φως. Αν και μπορεί να συμβεί κατά τη διάρκεια της ημέρας, αυτή η διαδικασία δεν απαιτεί ενέργεια από τον ήλιο για να λειτουργήσει. Άλλα ονόματα για τον κύκλο Calvin περιλαμβάνουν τον κύκλο Calvin-Benson, αντίδραση ανεξάρτητη από το φως, στερέωση άνθρακα και C3 μονοπάτι.
Κατά τη διάρκεια του κύκλου Calvin, το φυτό συλλαμβάνει διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο αντιδρά με τη ζάχαρη, διφωσφορική ριβουλόζη - RuBP - για να παράγει ζάχαρη έξι-άνθρακα. Στη συνέχεια, αυτή η ζάχαρη έξι-άνθρακα διασπάται με τη βοήθεια του ενζύμου RuBisCO για τη δημιουργία δύο μορίων 3-φωσφογλυκερικού οξέος ή 3PGA. Στη συνέχεια, το τριφωσφορικό αδενοσίνη, το ΑΤΡ και το υδρογόνο φωσφορικό δινουκλεοτίδιο αδενίνης νικοτιναμίδης, που ονομάζεται NADPH, μετατρέπουν το 3PGA σε 3-φωσφορικό γλυκεραλδεϋδη, συντομευμένο ως G3P. Ένα τμήμα του G3P γίνεται RuBP, οπότε ο κύκλος μπορεί να ξεκινήσει ξανά. Ένα άλλο μέρος του G3P βοηθά στη δημιουργία διφωσφορικής φρουκτόζης, η οποία μπορεί να γίνει υδατάνθρακες όπως γλυκόζη ή σακχαρόζη.
Το τελικό προϊόν του κύκλου Calvin είναι μια απλή ζάχαρη. Αυτή η ζάχαρη μπορεί να γίνει υδατάνθρακας όπως το άμυλο, η οποία είναι ζωτική πηγή ενέργειας για τα φυτά. Για παράδειγμα, τα φυτά μπορούν να μεταφέρουν γλυκόζη για να κάνουν σημαντικές διεργασίες όπως βοηθούν στην αναπνοή για την απελευθέρωση ενέργειας. Μπορούν επίσης να μετατρέψουν τη γλυκόζη για σκοπούς αποθήκευσης ή να τη χρησιμοποιήσουν ως δομικό στοιχείο για να μεγαλώνουν.
Η ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα στην οποία έχει πρόσβαση το εργοστάσιο επηρεάζει τον κύκλο Calvin. Μια υψηλότερη συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα σημαίνει ότι ο ρυθμός της διαδικασίας φωτοσύνθεσης μπορεί να αυξηθεί. Επιπλέον, η θερμοκρασία επηρεάζει τον κύκλο. Δεδομένου ότι απαιτεί ένζυμα, μια θερμοκρασία που είναι είτε πολύ υψηλή είτε πολύ χαμηλή θα το επηρεάσει.
Ο Melvin Calvin, ένας Αμερικανός χημικός, ανακάλυψε τον κύκλο Calvin. Αργότερα κέρδισε το βραβείο Νόμπελ Χημείας του 1961. Ενώ εργαζόταν στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ, χρησιμοποίησε ένα ισότοπο άνθρακα-14 για να κατανοήσει τη διαδικασία φωτοσύνθεσης στα φυτά. Αυτό το ραδιενεργό ισότοπο τον βοήθησε να προσδιορίσει πώς λειτουργεί η ανεξάρτητη από το φως αντίδραση σε μονοκύτταρα φύκια.