Die Dunkelreaktion ist derjenige Teil der Photosynthese, bei der Kohlendioxid in Kohlenhydraten fixiert wird.
Dabei werden die in der Lichtreaktion gewonnenen ATP-Moleküle und Reduktionsäquivalente verbraucht. Die Schlüsselrolle der Dunkelreaktion spielt das Enzym Rubisco (Ribulose-1,5-bisphosphat-carboxylase/-oxygenase), welches die Kohlendioxid-Fixierung katalysiert und den Calvin-Zyklus einleitet.
Die klassisch so genannte "Dunkelreaktion" verläuft auch oder gerade während des Lichteinfalls, denn hier werden die Energieäquivalente (ATP und NADPH,H+) erzeugt.
Siehe auch: Photorespiration