วัฏจักรคาลวินเป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานสะสมในการสร้างสารประกอบที่ใช้งานได้ในสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสง ปฏิกิริยาทางเคมีนี้บางครั้งเรียกว่าวัฏจักรของ Calvin-Bensom-Bassham หลังจาก Melvin Calvin, James Bassham และ Andrew Benson นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เคมีที่อยู่เบื้องหลังวัลคาลวินนั้นซับซ้อนมาก แต่คนธรรมดาทั่วไปสามารถเข้าใจได้
สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงใช้แสงแดดในการสร้างพลังงานซึ่งเก็บไว้ในรูปของสารประกอบทางเคมีหลายชนิด สำหรับสิ่งมีชีวิตนี่เป็นเพียงขั้นตอนแรกเนื่องจากพลังงานไม่ได้ทำอะไรเพื่อสิ่งมีชีวิตเมื่อมันถูกเก็บไว้ ในวัฏจักรคาลวินพลังงานถูกใช้เพื่อเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นน้ำตาลซึ่งพืชสามารถนำไปใช้ได้ในกระบวนการซึ่งบางครั้งเรียกว่าการตรึงคาร์บอน
กระบวนการนี้เกิดขึ้นภายในสโตรมาซึ่งเป็นเครือข่ายของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในคลอโรพลาสต์ของสิ่งมีชีวิต คลอโรพลาสต์เป็นอวัยวะพิเศษที่พบในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสง เพื่อให้วัฏจักรคาลวินเกิดขึ้นเอนไซม์บางตัวจะต้องถูกกระตุ้นโดยการสัมผัสกับแสงแดด เอ็นไซม์เหล่านี้จับกับคาร์บอนในคาร์บอนไดออกไซด์ทำให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ซึ่งส่งผลให้เกิดน้ำตาล
บางคนอ้างถึงวัฏจักรคาลวินว่าเป็นปฏิกิริยาที่มืดหรือปฏิกิริยาที่ไม่ขึ้นกับแสงโดยอ้างถึงข้อเท็จจริงที่ว่ามันสามารถเกิดขึ้นได้หรือไม่ว่ามีแสงแดด อย่างไรก็ตามแสงแดดยังคงมีบทบาทที่สำคัญเพราะเอนไซม์ที่รับผิดชอบวงจรวัลวินจะไม่ทำงานจนกว่าจะถูกกระตุ้นจากแสงแดด ในขณะที่วัฏจักรคาลวินสามารถเกิดขึ้นได้ในตอนกลางคืน แต่สิ่งมีชีวิตยังต้องการแสงอาทิตย์เพื่อเก็บพลังงานและกระตุ้นเอนไซม์เพื่อให้วัฏจักรคาลวินยังคงดำเนินต่อไป
สำหรับสิ่งมีชีวิตนั้นกระบวนการคาลวินนั้นมีความสำคัญเนื่องจากเป็นสารประกอบที่จำเป็นต่อการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิต กระบวนการคาลวินเป็นที่สนใจของมนุษย์ทั้งสองเนื่องจากความอยากรู้ทั่วไปเกี่ยวกับวิธีการทำงานของโลกและเพราะอธิบายว่าพืชใช้คาร์บอนได้อย่างไร พืชมีชื่อเสียงเรื่องการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และปล่อยออกซิเจนซึ่งเป็นลักษณะที่มีผลกระทบอย่างมากต่อสภาพภูมิอากาศของโลก การตรึงคาร์บอนสามารถช่วยขัดคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศในขณะที่สร้างปริมาณออกซิเจนที่ใช้งานได้และงานวิจัยบางชิ้นได้แนะนำว่าชั้นบรรยากาศของโลกเกิดขึ้นจากกระบวนการนี้เนื่องจากการระเบิดของสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงซึ่งสร้างออกซิเจนเพียงพอสำหรับรูปแบบอื่น ๆ ชีวิตที่จะปรากฏ
