Ljudi nisu jedini koji vole ugljikohidrate. Biljke ih također trebaju da bi preživjele, a ugljikohidrati su važan izvor energije. Tijekom fotosinteze biljke kombiniraju vodu s ugljičnim dioksidom i sunčevom svjetlošću da bi stvorile ugljikohidrate. Postoje dva dijela fotosinteze: reakcije ovisne o svjetlu i reakcije neovisne o svjetlu ili tamne reakcije.
Calvinov ciklus je mračna reakcija jer mu nije potrebna sunčeva svjetlost. Iako se to može dogoditi i danju, za rad ovog procesa nije potrebna sunčeva energija. Ostala imena za Calvinov ciklus uključuju Calvin-Bensonov ciklus, reakcija neovisna o svjetlu, fiksacija ugljika i C3 put.
Tijekom Calvinovog ciklusa biljka hvata ugljični dioksid koji reagira sa šećerom, ribuloznim bifosfatom - RuBP - i stvara šećer od šest ugljika. Zatim se šećer od šest ugljika razgrađuje uz pomoć enzima RuBisCO kako bi stvorio dvije molekule 3-fosfoglicerinske kiseline ili 3PGA. Tada adenozin trifosfat, ATP i nikotinamid adenin dinukleotid fosfat vodik, nazvani NADPH, pretvaraju 3PGA u gliceraldehid-3-fosfat, skraćeno G3P. Dio G3P postaje RuBP, tako da ciklus može ponovno započeti. Drugi dio G3P pomaže u stvaranju fruktoze difosfata, koji može postati ugljikohidrati poput glukoze ili saharoze.
Konačni proizvod Calvinovog ciklusa je jednostavan šećer. Ovaj šećer može postati ugljikohidrat poput škroba, koji je vitalni izvor energije za biljke. Na primjer, biljke mogu transportirati glukozu kako bi radile važne procese kao što je poticanje disanja radi oslobađanja energije. Također mogu pretvoriti glukozu u svrhe skladištenja ili je koristiti kao gradivni element za rast.
Količina ugljičnog dioksida kojoj biljka može pristupiti utječe na Calvinov ciklus. Veća koncentracija ugljičnog dioksida znači da se brzina procesa fotosinteze može povećati. Osim toga, temperatura utječe na ciklus. Budući da zahtijevaju enzime, temperatura koja je ili previsoka ili preniska utjecat će na nju.
Melvin Calvin, američki kemičar, otkrio je Calvinov ciklus. Kasnije je 1961. dobio Nobelovu nagradu za kemiju. Dok je radio na Kalifornijskom sveučilištu u Berkeleyu, koristio je izotop ugljika-14 da bi razumio proces fotosinteze u biljkama. Ovaj radioaktivni izotop pomogao mu je utvrditi kako reakcija neovisna o svjetlu djeluje u jednostaničnim algama.