Energia do napędzania cyklu Calvina pochodzi od trifosforanu adenozyny, czyli ATP, który jest wytwarzany podczas lekkiej reakcji fotosyntezy. Według University of Massachusetts, pierwszego etapu fotosyntezy, znanego również jako zależna od światła reakcja przekształca światło słoneczne w energię chemiczną w postaci ATP i NADPH.
Według University of Cincinnati Clermont College reakcja zależna od światła zachodzi w błonie tylakoidowej chloroplastów w komórce roślinnej. Chlorofil, zielony pigment w membranie i inne barwne pigmenty pochłaniają różne długości fali światła słonecznego w swoich cząsteczkach. Energia jest następnie przenoszona z każdej cząsteczki pigmentu anteny do centralnej cząsteczki chlorofilu lub centrum reakcji, gdzie rozpoczyna się fotosynteza. Gdy energia dotrze do centrum reakcji, wyspecjalizowana cząsteczka zwana podstawowym akceptorem wychwytuje wzbudzony elektron, który napędza syntezę NADPH i ATP.
Następnie cykl Calvina lub ciemna reakcja zaczyna się w zrębie, obszarze otaczającym błonę tylakoidową. Stosując ATP wytworzony w reakcji światła, para 3-fosfoglicerydów przechodzi przez szereg reakcji, aż przekształcą się w dwie cząsteczki 3-fosforanu gliceraldehydu. Ostatecznie po wyprodukowaniu kilku cząsteczek 3-fosforanu gliceraldehydu łączą się, tworząc glukozę.
