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暗反应是二氧化碳固定反应，简称碳固定反应。在这一反应中，叶绿体利用光反应产生的 ATP 和 NADPH 这两个高能化合物分别作为能源和还原的动力将二氧化碳固定，使之转变成葡萄糖，由于这一过程不需要光，所以称为暗反应。碳固定反应开始于叶绿体基质，结束于细胞质基质。
暗反应是光生物学反应，是由光量子为生物色素吸收的时间极短的光反应过程，和为光所激发的色素在暗处引起的一系列暗反应过程所组成的。暗反应是激发分子的热力学的缓和过程，是电荷的分离、电子的传递、磷酸化或短命的中间体形成等多种基本过程。 F.F.Blackmann （1905）是最早指出光合成是由光反应和暗反应组成，因此后者也称为布氏反应。