卡尔文循环(Calvin cycle),一译开尔文循环,又称光合碳循环.是一种类似于克雷布斯循环（Krebs cycle,或称柠檬酸循环）的新陈代谢过程,可使其动物质以分子的形态进入和离开此循环后发生再生.碳以二氧化碳的形态进入并以糖的形态离开卡尔文循环.整个循环是利用ATP作为能量来源,并以降低能阶的方式来消耗NADPH,如此可增加高能电子来制造糖.
卡尔文循环是光合作用中暗反应的一部分.反应场所为叶绿体内的基质.循环可分为三个阶段: 羧化、还原和二磷酸核酮糖的再生.大部分植物会将吸收到的一分子二氧化碳通过一种叫1,5-二磷酸核酮糖羧化酶的作用整合到一个五碳糖分子1,5-二磷酸核酮糖（RuBP）的第二位碳原子上.此过程称为二氧化碳的固定.这一步反应的意义是,把原本并不活泼的二氧化碳分子活化,使之随后能被还原.但这种六碳化合物极不稳定,会立刻分解为两分子的三碳化合物3-磷酸甘油酸.后者在光反应中生成的NADPH+H还原,此过程需要消耗ATP.产物是3-磷酸丙糖.后来经过一系列复杂的生化反应,一个碳原子将会被用于合成葡萄糖而离开循环.剩下的五个碳原子经一些列变化,最后在生成一个1,5-二磷酸核酮糖,循环重新开始.循环运行六次,生成一分子的葡萄糖.