通过C₃光合途径（即卡尔文循环）固定及同化CO₂的植物。大部分农作物都是C₃植物，它们在光合作用中的CO₂受体是1，5-双磷酸核酮糖（RuBP），固定CO₂后形成C₃化合物3-磷酸甘油酸（3-PGA），故称C₃植物。这类植物叶子的维管束鞘细胞内无叶绿体，光合作用在叶肉细胞内进行。C₃途径是与光呼吸代谢途径相联系的，C₃植物进行光合作用时，叶肉细胞内的RuBP羧化酶—加氧酶一方面催化RuBP发生羧化反应：一分子RuBP和一分子CO₂反应形成两分子3-PGA；一方面又催化加氧反应，一分子RuBP与一分子O₂反应形成一分子3-PGA和一分子磷酸乙醇酸，后者水解即形成光呼吸底物乙醇酸。在一般情况下，Rubisco催化羧化反应的活性约为加氧反应活性的3～5倍，羧化及加氧反应同步进行，所以一方面固定及同化CO₂形成光合产物，一方面固定的碳又消耗于光呼吸，同时释放出CO₂。C₃植物的光呼吸较强，CO₂补偿点较高，即CO₂浓度在50～70ppm时，光合作用中吸收的CO₂及形成的有机物质，与光下呼吸所释放的CO₂及消耗的有机物达平衡。当CO₂浓度达到补偿点时无有机物积累，植物不能生长。C₃植物光合作用的最适温及光饱和点均低于植物，其最适温一般约为10～25℃，光饱和点以木本植物的阳生叶而论约20～50klx，阴生叶约10～20klx：草本阳生植物的光饱和点约50～80klx，草本阴生植物约5～10klx。当光强超过光饱和点及温度高于最适温时光呼吸明显加强，但如CO₂浓度增高，则可使光呼吸降低，净光合速率增高。