Las reacciones oscuras se producen en el estroma de los cloroplastos de una célula vegetal. El estroma es el espacio que rodea las membranas tilacoides, que son las estructuras responsables de las reacciones a la luz de la fotosíntesis. Tanto la luz como la oscuridad son necesarias para que la fotosíntesis produzca glucosa.
Las reacciones oscuras pueden ocurrir en presencia o ausencia de luz. Estas reacciones utilizan la energía creada en las reacciones de luz para procesar el dióxido de carbono en el ciclo de Calvin. Las reacciones a la luz toman la energía de la luz solar y la convierten en la energía química necesaria para que ocurra el ciclo de Calvin. La clorofila y otros pigmentos en las membranas tilacoides capturan la luz del espectro rojo y azul de los rayos solares durante las reacciones a la luz. La luz del espectro verde se refleja, dando a la planta su color verde.
La planta utiliza parte de la glucosa producida por las reacciones oscuras de la fotosíntesis. La glucosa que la planta no usa se almacena en los tejidos de la planta. Los animales comen las plantas y absorben la glucosa extra que se almacena. La glucosa es utilizada tanto por las plantas como por los animales para producir energía para los procesos celulares durante la respiración celular. Además de la energía, la respiración celular también produce dióxido de carbono y agua, que son ingredientes necesarios para el proceso de fotosíntesis.