Các sự khác biệt chính giữa thực vật C3 và C4 là thực vật C3 tạo thành hợp chất ba carbon là sản phẩm ổn định đầu tiên của phản ứng tối trong khi thực vật C4 tạo thành hợp chất bốn carbon là sản phẩm ổn định đầu tiên của phản ứng tối.
Quang hợp là một quá trình điều khiển bằng ánh sáng, chuyển đổi carbon dioxide và nước thành các loại đường giàu năng lượng trong thực vật, tảo và vi khuẩn lam. Trong quá trình phản ứng ánh sáng của quang hợp, quá trình quang phân của các phân tử nước xảy ra. Kết quả của quá trình quang phân nước, oxy giải phóng dưới dạng sản phẩm phụ. Sau phản ứng ánh sáng, phản ứng tối bắt đầu và nó tổng hợp carbohydrate bằng cách cố định carbon dioxide. Tuy nhiên, oxy được tạo ra từ phản ứng ánh sáng có thể liên kết với enzyme chính của phản ứng tối đó là RuBP oxyase-carboxylase (Rubisco) và thực hiện phản ứng hấp thụ ánh sáng. Xông hơi là một quá trình lãng phí năng lượng và giảm tổng hợp carbohydrate. Do đó, để ngăn chặn sự phát quang, có ba cách khác nhau mà phản ứng tối xảy ra ở thực vật để ngăn chặn sự gặp gỡ của oxy với Rubisco. Do đó, tùy thuộc vào cách xảy ra phản ứng tối, có 3 loại thực vật; cụ thể là thực vật C3, thực vật C4 và thực vật CAM.
