Calvin Döngüsü, Işıktan bağımsız reaksiyonlar kloraplastların stromaların da meydana gelir. Karanlık reaksiyonlar veya karbon tutma reaksiyonları olarak da adlandırılan bu evre de ışığa doğrudan gereksinim yoktur; ancak ışığa bağımlı reaksiyonlarda üretilen ATP ve NADPH'a ihtiyaç duyulmaktadır. Ayrıca bazı enzimlerin aktif hale gelmesi için ışığa ihtiyaç olduğu bilinmekte olduğunu söyleyebiliriz.
Karbondioksidin organik maddeye dönüşmesi, her biri ayrı bir enzim tarafından katalizlenen bir çok basamakta gerçekleşmektedir. M. Calvin ve arkadaşları tarafından ortaya çıkarılan bu reaksiyonlar dizisi aşağıda özetlendiği şekilde gerçekleşir :
