Işıktan bağımsız reaksiyonlar, ökaryot canlılarda kloroplastların stromasında gerçekleşir. Bu reaksiyonlar enzimatik tepkimeler olduğu için sıcaklık değişimlerine karşı hassastır. Melvin Calvin (Melvin Kalvin), 1961’de ışıktan bağımsız reaksiyonlar üzerine yaptığı araştırmaların sonucunu açıklamış ve bu reaksiyonlara Kalvin Döngüsü adı verilmiştir. Bu evrede CO2 kullanılarak başta glikoz olmak üzere tüm organik maddeler üretilebilir. Işıktan bağımsız tepkimeler sırasında ışık, doğrudan gerekli olmasa da ışığa bağlı tepkimelerde açığa çıkan ATP ve NADPH’a ihtiyaç duyulur. O nedenle ışıktan bağımsız tepkimeler de ışığın varlığında gerçekleşmek zorundadır. Enzimlerin kullanıldığı bu tepkimelerde klorofil ve ETS kullanılmaz. Kalvin döngüsü’nün altı kez tekrarlanmasıyla 6C’lu karbonhidrat veya diğer organik bileşikler üretilir.
