Reacțiile de fotosinteză independente de lumină au loc în stratul cloroplastelor. Acestea sunt aceleași organele în care au loc reacțiile de fotosinteză dependente de lumină, dar acestea se întâmplă într-o altă parte a cloroplastul: membrana thylakoidă.
Reacțiile independente de lumină ale cloroplastelor sunt reacțiile în care plantele folosesc energia generată de reacțiile dependente de lumină pentru a transforma apa și dioxidul de carbon în zahăr și oxigen. Reacțiile de fotosinteză dependente de lumină generează o moleculă cunoscută sub numele de ATP, care stochează energia luminoasă. Această energie stocată permite altor molecule să fie defalcate și reformate.