植物綠色組織在光下吸收氧氣和釋放二氧化碳的過程。其底物是乙醇酸，它的主要來源是核酮糖-1，5-二磷酸（RuBP）與氧氣在RuBP羧化酶加氧酶的催化下，形成1分子磷酸甘油酸及1分子磷酸乙醇酸，后者在磷酸酯酶催化下形成乙醇酸。由于RuBP是在光下不斷循環形成（見光合作用），所以光呼吸依賴于光。由于RuBP羧化酶加氧酶既可催化RuBP發生羧化反應，又可催化RuBP與氧氣發生加氧反應。所以，二氧化碳與氧氣濃度之比將影響其速率。
C4 植物的速率很低，幾乎測不出，這主要是由于C4 植物葉肉細胞中無RuBP羧化酶加氧酶，維管束鞘細胞雖然有此酶，但由于C4 途徑使該酶的周圍二氧化碳的濃度較高，因而使該酶催化的加氧反應受到抑制，從而使其底物來源減少所致。