Este proceso se desarrolla dentro de los tilacoides, donde se llevan a cabo reacciones químicas que permiten la conversión de ADP en ATP, NADP⁺ en NADPH y la separación del agua en oxígeno (O₂). La energía solar es captada por los Fotosistemas I y II, donde se transforma en energía química que impulsa el movimiento de electrones a lo largo de toda la cadena.

Inicialmente, los fotones de luz inciden sobre el Fotosistema II, activando a la clorofila, la cual excita los electrones. Estos electrones son transportados por la Plastoquinona hacia el complejo del citocromo, donde su energía se aprovecha para introducir protones al interior del tilacoide. Luego, los electrones continúan su recorrido a través de la Plastocianina hasta llegar al Fotosistema I, donde son nuevamente activados por la luz absorbida. Finalmente, los electrones son llevados por la Ferredoxina hasta una enzima que los incorpora en la formación de NADPH, el cual es liberado en el estroma.

Este proceso tiene lugar en el estroma y se desarrolla en tres etapas principales: fijación, reducción y regeneración.

Fijación: Tres moléculas de dióxido de carbono (CO₂) se combinan con tres moléculas de RuBP gracias a la acción de la enzima RubisCO, dando origen a seis moléculas de 3-PGA, un compuesto de tres carbonos.

Reducción: En esta fase, las seis moléculas de 3-PGA utilizan la energía almacenada en seis ATP y seis NADPH —provenientes de la fase luminosa— para transformarse en seis moléculas de G3P. De estas, una se separa del ciclo para formar compuestos orgánicos.

Regeneración: Las cinco moléculas restantes de G3P, junto con la energía de tres ATP, participan en una serie de reacciones que regeneran tres moléculas de RuBP, lo que permite reiniciar el ciclo.

El maíz pertenece al 3% de las plantas vasculares de climas cálidos y templados que utilizan la vía fotosintética C4.

-El CO2 atmosférico se fija en las células del mesófilo para formar un ácido orgánico simple de cuatro carbonos (oxalacetato), se lleva a cabo en la enzima PEP carboxilasa, que usualmente no se une al O2.

El oxalacetato se convierte en una molécula parecida, el malato, que se transporta hacia las células del haz vascular.

-En las células del haz vascular el malato se descompone y libera una molécula de CO2.

-La Rubisco fija la molécula de CO2 y lo convierte en azúcares asimilables a través del ciclo de Calvin.

-Este proceso comprende un gasto de energía (ATP) para que la molécula de tres carbonos regrese a la célula del haz vascular y pueda obtener otra molécula de CO2.

Esta vía reduce la fotorrespiración.