Karanlık evre reaksiyonları, fotosentezde ışığa ihtiyaç duymadığı halde ışıklı devre reaksiyonlarının ürünlerine ihtiyaç duyan kimyasal reaksiyonlardır.
Bu reaksiyonda karbondioksite ihtiyaç duyulur, karbondioksit glikoza dönüştürülür. Yüksek ışık şiddeti ve düşük CO2 konsantrasyonu fotosentez 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 evre reaksiyonları tamamı Kalvin çemberi olarak bilinen üç aşamada gerçekleşir:
