A principal diferença entre as plantas C3 e C4 é que as plantas C3 formam um composto de três carbonos como o primeiro produto estável da reação escura, enquanto as plantas C4 formam um composto de quatro carbonos como o primeiro produto estável da reação escura.
A fotossíntese é um processo conduzido pela luz que converte dióxido de carbono e água em açúcares ricos em energia em plantas, algas e cianobactérias. Durante a reação de luz da fotossíntese, ocorre a fotólise das moléculas de água. Como resultado da fotólise da água, o oxigênio é liberado como subproduto. Após a reação de luz, a reação de escuridão começa e sintetiza carboidratos fixando dióxido de carbono. No entanto, o oxigênio gerado pela reação de luz pode ligar-se à enzima principal da reação de escuridão, que é a RuBP oxigenase-carboxilase (Rubisco), e realizar a fotorrespiração. A fotorrespiração é um processo que desperdiça energia e diminui a síntese de carboidratos. Portanto, a fim de evitar a fotorrespiração, existem três maneiras diferentes de ocorrer a reação escura nas plantas para evitar o encontro do oxigênio com a Rubisco. Conseqüentemente,dependendo da forma como ocorre a reação escura, existem 3 tipos de plantas; a saber, plantas C3, plantas C4 e plantas CAM.
