A legfontosabb különbség a C3 és C4 növények között az, hogy a C3 növények három szénatomos vegyületet képeznek a sötét reakció első stabil termékeként, míg a C4 növények négy szénatomos vegyületet képeznek, mint a sötét reakció első stabil termékét.
A fotoszintézis fényvezérelt folyamat, amely a szén-dioxidot és a vizet energiadús cukrokká alakítja a növényekben, az algákban és a cianobaktériumokban. A fotoszintézis könnyű reakciója során a vízmolekulák fotolízise történik. A víz fotolízisének eredményeként az oxigén melléktermékként felszabadul. A világos reakció után a sötét reakció megindul, és szénhidrátokat szintetizál a szén-dioxid rögzítésével. A fényreakció során keletkező oxigén azonban megköthetõ a sötét reakció fõ enzimjével, amely RuBP oxigenáz-karboxiláz (Rubisco), és fotorezpirációt végezhet. A fotoreszpiráció olyan folyamat, amely energiát pazarol és csökkenti a szénhidrát szintézist. Ezért a fotorezpiráció megakadályozása érdekében a növények sötét reakciójának három különböző módja van az oxigén és a Rubisco találkozásának megakadályozása érdekében. Ennélfogva,a sötét reakció lejátszódásának módjától függően 3féle növény létezik; mégpedig C3 növények, C4 növények és CAM növények.
