Ключовата разлика между растенията С3 и С4 е, че растенията С3 образуват тривъглеродно съединение като първия стабилен продукт от тъмната реакция, докато растенията С4 образуват съединение с четири въглерода като първия стабилен продукт от тъмната реакция.
Фотосинтезата е лек процес, който превръща въглеродния диоксид и водата в богати на енергия захари в растенията, водораслите и цианобактериите. По време на светлинната реакция на фотосинтезата настъпва фотолиза на водните молекули. В резултат на фотолиза на водата кислородът се отделя като страничен продукт. След светлинната реакция започва тъмната реакция и тя синтезира въглехидрати чрез фиксиране на въглероден диоксид. Въпреки това, кислородът, генериран от светлинната реакция, може да се свърже с основния ензим на тъмната реакция, който е RuBP оксигеназа-карбоксилаза (Rubisco), и да извършва фотодишане. Фотодишането е процес, който губи енергия и намалява синтеза на въглехидрати. Следователно, за да се предотврати фотодишането, има три различни начина, при които в растенията възниква тъмна реакция, за да се предотврати срещата на кислорода с Рубиско. Следователно,в зависимост от начина, по който протича тъмната реакция, има 3 вида растения; а именно растения C3, растения C4 и растения CAM.
