Fotorespiracija je proces koji smanjuje učinak fotosinteze, a započinje kad je u međustaničnim prostorima lista prisutna viša koncentracija kisika nego ugljikovog IV oksida. Riječ je o uzaludnom i rastrošnom procesu tijekom kojeg se gubi do 50% fiksiranog ugljika. Naime, fiksirani ugljik se pretvara uz utrošak kisika u ugljikov IV oksid bez proizvodnje ATP i NADPH. U ovom procesu sudjeluju kloroplasti, peroksisomi i mitohondriji. U tim se organelima nalaze enzimi koji kataliziraju sve reakcije fosforespiracije. Niz složenih enzimskih reakcija započinje i završava u kloroplastima. Nastali međuprodukti najprije napuštaju kloroplast i ulaze u peroksisome gdje nastaju novi međuprodukti koji odlaze u mitohondrij. Tu se prerađuju do novih produkata koji ponovno ulaze u peroksisome a naposljetku u kloroplaste.