Der Calvin-Zyklus der Photosynthese beginnt, nachdem Lichtenergie von den Pflanzenzellen in chemische Energie umgewandelt wurde. Die gebildeten Adenosintriphosphat- oder ATP-Moleküle treiben den Calvin-Zyklus an. Der Calvin-Zyklus nutzt die Energie, um aus Wasser und Kohlendioxid Kohlenhydrate zu erzeugen.
Der Calvin-Zyklus ist der wichtigste Weg, um die bei der Photosynthese erzeugte Energie zu nutzen. Die daraus erzeugten Kohlenhydrate sind sowohl die wichtigsten Energiespeichermoleküle als auch die wichtigsten Strukturkomponenten der Pflanzen. Der Calvin-Zyklus erzeugt selbst nur Einfachzucker, aber komplexere Kohlenhydrate wie Stärke und Zellulose werden in anderen Prozessen aus diesen Einfachzuckern aufgebaut.
Die Photosynthese findet in den Chloroplasten statt, speziellen Organellen in Pflanzenzellen und Algen. Um die Lichtenergie der Sonne zu nutzen, besitzen die Chloroplasten Moleküle, die als Chlorophyll bekannt sind. Diese Moleküle sind große Proteinstrukturen mit einem Magnesiumatom in der Mitte. Die Lichtenergie bewirkt, dass die Magnesiumatome Elektronen freisetzen, die dann die Bildung von ATP antreiben. Nicht alle Reaktionen sind direkt. Andere Moleküle wie Beta-Carotin können Lichtenergie absorbieren und die Energie an das Chlorophyllmolekül weitergeben. Diese anderen Moleküle absorbieren andere Lichtfarben als Chlorophyll, sodass sie den Pflanzenzellen helfen, effizienter zu sein.
