Quá trình quang hợp ở thực vật C3 và C4 có những khác biệt chính như sau:
1. Loại thực vật: Thực vật C3 chủ yếu là cây thân thảo như lúa, đậu; trong khi thực vật C4 thường là cây cỏ và một số cây thân gỗ như ngô, mía.
2. Vị trí diễn ra: Quá trình quang hợp ở thực vật C3 diễn ra chủ yếu trong tế bào mesophyll; còn ở thực vật C4, quá trình này diễn ra ở cả tế bào mesophyll và tế bào bao bó mạch.
3. Sản phẩm đầu tiên: Thực vật C3 tạo ra 3-phosphoglycerate (3-PGA) làm sản phẩm đầu tiên của quá trình cố định carbon; trong khi thực vật C4 tạo ra oxaloacetate (OAA).
4. Hiệu suất quang hợp: Thực vật C4 có hiệu suất quang hợp cao hơn trong điều kiện nhiệt độ cao và ánh sáng mạnh, nhờ vào khả năng giảm thiểu sự thoát hơi nước và tăng cường cố định carbon.
5. Sự thích nghi với môi trường: Thực vật C3 thường phát triển tốt trong khí hậu mát mẻ; còn thực vật C4 thích nghi với khí hậu nóng và khô hạn hơn.