La fotorespirazione può verificarsi quando la concentrazione di ossigeno è troppo elevata. Rubisco non è in grado di distinguere molto bene tra ossigeno e anidride carbonica, quindi può accidentalmente aggiungere O2 invece di CO2 a RuBP. Questo processo riduce l' efficienza della fotosintesi: consuma ATP e ossigeno, rilascia CO2 e non produce zucchero. Può sprecare fino alla metà del carbonio fissato dal ciclo di Calvin. Diversi meccanismi si sono evoluti in diversi lignaggi che aumentano la concentrazione di anidride carbonica rispetto all' ossigeno all' interno del cloroplasto, aumentando l' efficienza della fotosintesi. Questi meccanismi sono chiamati meccanismi di concentrazione dell' anidride carbonica, o CCM. Tra questi figurano il metabolismo degli acidi crassulaceanici, la fissazione del carbonio C4 e i pirenoidi. I cloroplasti negli impianti C4 sono notevoli in quanto presentano un chiaro dimorfismo cloroplastico.
Quanto carbonio viene sprecato utilizzando l' O2 invece di CO2?
fino alla metà del carbonio fissato dal ciclo di Calvin fino alla metà metà