La mayoría de las plantas realizan la fijación del CO₂ como se ha explicado arriba, siendo el primer comp. cabonado estable sintetizado el 3-fosfoglicerato (C3) → se denominan plantas C₃.

La enzima rubisco, además de catalizar la fijación del CO₂, puede actuar como oxigenasa, incorporando O₂ a la ribulosa-difostato, lo que origina CO₂ y H₂O. Esto supone una limitación a la eficacia fotosintética de la planta. El O₂ compite con el CO₂ como sustrato de la enzima, en un proceso denominado fotorrespiración. Ésta tiene lugar cuando la [CO₂] es baja o la [O₂] es alta.
Se cree que es un mecanismo para proteger a las plantas de la fotooxidación que, a bajas [CO₂], puede causar daños en los cloroplastos.

La fotorrespiración se incrementa en plantas de climas calurosos y con elevada insolación → cerrar los estomas por el día para evitar perder agua → se dificulta la entrada de CO₂.
Algunas de estas plantas (→ plantas C₄), tienen hojas modificadas para reducir el problema de la fotorrespiración mediante la vía C₄:


Vía C₄ de fijación del C o ciclo de Hatch-Slack

Las plantas C₄ captan el CO₂ durante la noche, y lo almacenan como ác. málico (C4), que se incorpora al ciclo de Calvin durante el día. Las células del mesófilo (→ parénquima clorofílico) fijan el CO₂, mientras que el ciclo de Calvin tiene lugar en las células envolventes de haz (→ que rodean los haces vasculares) (éstas células en las demás plantas no tienen cloroplastos).
Esta vía tiene mayor consumo de ATP y NADPH que la habitual, C₃, pero compensa las pérdidas de la fotorrespiración.