Cykl fotosyntezy Calvina rozpoczyna się po przekształceniu energii świetlnej w energię chemiczną przez komórki roślinne. Trójfosforan adenozyny lub cząsteczki ATP tworzą potęgę cyklu Calvina. Cykl Calvina wykorzystuje energię do tworzenia węglowodanów z wody i dwutlenku węgla.
Cykl Calvina jest głównym sposobem wykorzystania energii wytworzonej podczas fotosyntezy. Węglowodany, które wytwarza, są zarówno głównymi cząsteczkami magazynującymi energię, jak i głównymi składnikami strukturalnymi roślin. Cykl Calvina wytwarza same cukry proste, ale bardziej złożone węglowodany, takie jak skrobie i celuloza, są zbudowane z tych prostych cukrów w innych procesach.
Fotosynteza odbywa się w chloroplastach, specjalnych organellach w komórkach roślinnych i algach. Aby wykorzystać energię światła słonecznego, chloroplasty mają cząsteczki znane jako chlorofil. Te cząsteczki to duże struktury białkowe z atomem magnezu pośrodku. Energia świetlna powoduje, że atomy magnezu uwalniają elektrony, które następnie zasilają tworzenie ATP. Nie wszystkie reakcje są bezpośrednie. Inne cząsteczki, takie jak beta-karoten, mogą absorbować energię świetlną i przekazywać energię do cząsteczki chlorofilu. Te inne cząsteczki absorbują różne kolory światła niż chlorofil, dzięki czemu pomagają komórkom roślinnym być bardziej wydajnymi.