La fonction principale du cycle de Calvin est de convertir le dioxyde de carbone dans l'air en sucre, que les plantes et les algues utilisent comme nourriture. Les plantes dépendent directement du cycle de Calvin pour l'énergie dont elles ont besoin pour croître et se reproduire. Parce que la vie végétale est au bas de la chaîne alimentaire, le cycle de Calvin est responsable de fournir à tous les organismes de la nourriture et des nutriments d'une manière ou d'une autre.
L'énergie qui alimente le cycle de Calvin est fournie par deux produits chimiques, le nicotinamide adénine dinucléotide phosphate et l'adénosine triphosphate, qui est un nucléotide qui détient une grande quantité d'énergie chimique dans ses liaisons phosphate. Les deux produits chimiques contiennent de l'énergie captée par la lumière du soleil.
Le cycle de Calvin comporte quatre phases principales : la fixation ou la carboxylation du carbone, la réduction, la formation de glucides et la régénération. Dans la phase de carboxylation, du dioxyde de carbone est ajouté à un sucre-phosphate à cinq carbones pour créer un composé à six carbones qui se divise rapidement en deux sucres-phosphates à trois carbones. Pendant la phase de réduction, le nouveau composé est réduit en glycéraldéhyde-3-phosphate, également connu sous le nom de triose phosphate. Ce produit chimique est alimenté par les composés fournissant de l'énergie qui entraînent le cycle de Calvin. Dans la phase de formation des glucides, les trios phosphates sont utilisés pour créer d'autres glucides, tels que le saccharose et l'amidon. Pendant la phase de régénération, les enzymes convertissent les trioses phosphates restants en sucres-phosphates à cinq carbones supplémentaires qui sont utilisés dans la phase de carboxylation.