C3 ve C4 fotosentezi arasındaki temel farklar şunlardır: Yollar: C3 bitkileri Calvin döngüsünü (C3 yolu) kullanırken, C4 bitkileri Hatch-Slack yolunu (C4 yolu) kullanır. İlk kararlı bileşik: C3 bitkilerinde ilk kararlı bileşik üç karbon atomu içerirken (3-fosfogliserik asit), C4 bitkilerinde dört karbon atomu içerir (malik asit). Karbondioksit alıcısı: C3 bitkilerinde birincil karbondioksit alıcısı ribuloz 1,5-bisfosfat (RuBP) iken, C4 bitkilerinde fosfoenol pirüvik asittir (PEP). Anatomi: C3 bitkilerinde Kranz anatomisi bulunmaz ve kloroplast yoktur; C4 bitkilerinde ise Kranz anatomisi ve demet kını hücreleri (kloroplast içeren) bulunur. Işık solunumu: C3 bitkilerinin tümü ışık solunumu yaparken, C4 bitkileri çok az ışık solunumu yapar. Fotorespirasyon: C3 bitkilerinde fotorespirasyon daha fazla görülür, çünkü RuBisCo enzimi oksijenle de reaksiyona girebilir. Su kullanımı: C4 bitkileri, stomalar kapalı olduğunda bile karbondioksit fiksasyonuna devam edebilir ve bu sayede suyu daha verimli kullanır. C3 bitkileri dünya üzerindeki bitki türlerinin büyük bir kısmını oluştururken, C4 bitkileri daha çok tropikal ve çöl bitkilerinden oluşur.