卡尔文循环是所有放氧光合生物所共有的同化CO2（即暗反应）的途径，包括羧化、还原和再生三个阶段。

羧化阶段是指进入叶绿体的CO2与受体RUBP（1；5-二磷酸核酮糖，为五碳化合物）结合，产生PGA（3-磷酸甘油酸，为三碳化合物）。还原阶段是利用同化力（[H]和ATP ）将PGA还原成GAP（3-磷酸甘油醛，也是三碳化合物）。再生阶段是GAP重新形成RUBP的过程。总反应式为：3CO2+5H2O+9ATP+6[H]======GAP+9ADP+....，也就是说3个CO2最终形成1个三碳的GAP，而净形成的GAP则可通过其它反应形成蔗糖或淀粉被消耗掉，因此光合作用中暗反应中没有消耗的物质是酶和五碳的RUBP。