Bu reaksiyonda karbondioksite ihtiyaç duyulur, karbondioksit glikoza dönüştürülür. Yüksek ışık şiddeti ve düşün CO2 konsantrasyonu fotosentez hızını düşürür. Kimyasal reaksiyonlar oldukları için sıcaklık değişimden etkilenirler. Bu reaksiyonda ışıklı devre reaksiyonundan çıkan H+, e- ve O2 kullanılarak CO2 bağlanır. Karbondioksitten basamak basamak karbonhidrat oluşumu gerçekleştirilir. Tepkimeler stromada geçer ve yavaştır.
Karanlık devre reaksiyonları tamamı Kalvin çemberi olarak bilinen üç aşamada gerçekleşir:
- Karbon fiksasyonu
- İndirgeme reaksiyonları
- Ribuloz 1,5-bifosfat (RuBP)`ın yeniden yapılması.
CAM bitkileri olarak bilinen grupta karbon fiksasyonu tam olarak geceleri yapılır .
