มนุษย์ไม่ใช่คนเดียวที่รักคาร์โบไฮเดรต พืชยังต้องการพวกมันเพื่อความอยู่รอด และคาร์โบไฮเดรตก็เป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญ ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชจะรวมน้ำกับคาร์บอนไดออกไซด์และแสงแดดเพื่อสร้างคาร์โบไฮเดรต การสังเคราะห์ด้วยแสงมีสองส่วน: ปฏิกิริยาที่ขึ้นกับแสงและปฏิกิริยาที่ไม่ขึ้นกับแสงหรือปฏิกิริยาที่มืด
วัฏจักรคาลวินเป็นปฏิกิริยาที่มืดเพราะไม่ต้องการแสงแดด แม้ว่าอาจเกิดขึ้นในระหว่างวัน แต่กระบวนการนี้ไม่ต้องการพลังงานจากดวงอาทิตย์ในการทำงาน ชื่ออื่นๆ สำหรับวัฏจักรคาลวิน ได้แก่ วัฏจักรคาลวิน-เบ็นสัน ปฏิกิริยาที่ไม่ขึ้นกับแสง การตรึงคาร์บอน และ C3 ทางเดิน.
ในระหว่างวัฏจักรคาลวิน พืชจะดักจับคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งทำปฏิกิริยากับน้ำตาล ไรบูโลส บิสฟอสเฟต หรือ RuBP เพื่อสร้างน้ำตาลหกคาร์บอน ต่อไป น้ำตาลหกคาร์บอนนี้จะสลายตัวด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์ RuBisCO เพื่อสร้างกรด 3-phosphoglyceric สองโมเลกุลหรือ 3PGA จากนั้น อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต, เอทีพี และนิโคตินาไมด์ อะดีนีน ไดนิวคลีโอไทด์ ฟอสเฟต ไฮโดรเจน ที่เรียกว่า NADPH จะเปลี่ยน 3PGA เป็นกลีเซอราลดีไฮด์-3-ฟอสเฟต ซึ่งย่อมาจาก G3P ส่วนหนึ่งของ G3P จะกลายเป็น RuBP ดังนั้นวงจรสามารถเริ่มต้นได้อีกครั้ง อีกส่วนหนึ่งของ G3P ช่วยสร้างฟรุกโตสไดฟอสเฟตซึ่งสามารถกลายเป็นคาร์โบไฮเดรตเช่นกลูโคสหรือซูโครส
ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของวัฏจักรคาลวินคือน้ำตาลธรรมดา น้ำตาลนี้สามารถกลายเป็นคาร์โบไฮเดรตเช่นแป้งซึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญสำหรับพืช ตัวอย่างเช่น พืชสามารถขนส่งกลูโคสเพื่อทำกระบวนการที่สำคัญ เช่น ช่วยการหายใจเพื่อปลดปล่อยพลังงาน พวกเขายังสามารถเปลี่ยนกลูโคสเพื่อวัตถุประสงค์ในการจัดเก็บหรือใช้เป็นส่วนประกอบในการสร้างให้ใหญ่ขึ้น
ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่พืชเข้าถึงได้ส่งผลต่อวัฏจักรของคาลวิน ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ที่สูงขึ้นหมายความว่าอัตราการสังเคราะห์แสงจะเพิ่มขึ้น นอกจากนี้อุณหภูมิยังส่งผลต่อวัฏจักร เนื่องจากต้องใช้เอ็นไซม์ อุณหภูมิที่สูงหรือต่ำเกินไปจะส่งผลต่อมัน
Melvin Calvin นักเคมีชาวอเมริกัน ค้นพบวัฏจักรของ Calvin หลังจากนั้นเขาได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปี 2504 ขณะทำงานที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ เขาใช้ไอโซโทปคาร์บอน-14 เพื่อทำความเข้าใจกระบวนการสังเคราะห์แสงในพืช ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีนี้ช่วยให้เขาทราบว่าปฏิกิริยาที่ไม่ขึ้นกับแสงทำงานอย่างไรในสาหร่ายเซลล์เดียว