La función principal del ciclo de Calvin es convertir el dióxido de carbono del aire en azúcar, que las plantas y las algas utilizan como alimento. Las plantas dependen directamente del ciclo de Calvin para la energía que necesitan para crecer y reproducirse. Debido a que la vida de las plantas se encuentra en la base de la cadena alimentaria, el ciclo de Calvin es responsable de proporcionar a todos los organismos alimentos y nutrientes de alguna manera.
La energía que alimenta el ciclo de Calvin es proporcionada por dos químicos, nicotinamida adenina dinucleótido fosfato y adenosina trifosfato, que es un nucleótido que contiene una gran cantidad de energía química dentro de sus enlaces fosfato. Ambos productos químicos contienen energía capturada de la luz solar.
El ciclo de Calvin tiene cuatro fases principales: fijación de carbono o carboxilación, reducción, formación de carbohidratos y regeneración. En la fase de carboxilación, se agrega dióxido de carbono a un fosfato de azúcar de cinco carbonos para crear un compuesto de seis carbonos que se divide rápidamente en dos fosfatos de azúcar de tres carbonos. Durante la fase de reducción, el nuevo compuesto se reduce a gliceraldehído-3-fosfato, también conocido como fosfato de triosa. Este químico es alimentado por los compuestos que proporcionan energía que impulsan el ciclo de Calvin. En la fase de formación de carbohidratos, los triosfosfatos se utilizan para crear otros carbohidratos, como la sacarosa y el almidón. Durante la fase de regeneración, las enzimas convierten los fosfatos de la triosa restante en fosfatos de azúcar de cinco carbonos adicionales que se utilizan en la fase de carboxilación.