Karanlık devre reaksiyonları, fotosentezde ışığa ihtiyaç duymadığı halde ışıklı devre reaksiyonlarının ürünlerine ihtiyaç duyan kimyasal reaksiyonlardır.
Bu reaksiyonda karbondioksite ihtiyaç duyulur, karbondioksit glikozadönüştürülür. Yüksek ışık şiddeti ve düşük CO2 konsantrasyonufotosentez hızını düşürür. Kimyasal reaksiyonlar oldukları için sıcaklık değişimden etkilenirler. Bu reaksiyonda ışıklı devre reaksiyonundan çıkan H+, e- ve O2 kullanılarak CO2 bağlanır. Karbondioksitten basamak basamak karbonhidrat oluşumu gerçekleştirilir. Tepkimeler stromada geçer ve yavaştır.
Karanlık devre reaksiyonları tamamı Kalvin çemberi olarak bilinen üç aşamada gerçekleşir:
Karbon fiksasyonu
İndirgeme reaksiyonları
Ribuloz 1,5-bifosfat (RuBP)'ın yeniden yapılması.
CAM bitkileri olarak bilinen grupta karbon fiksasyonu tam olarak geceleri yapılır.
