Den kemiske kombination af kulhydrater med ilt i planter med frigivelse af kuldioxid. Photorespiration kræver tilstedeværelse af lys, katalyseres i kloroplasterne af de samme enzymer, som katalyserer kombinationen af kulhydrater med kuldioxid under fotosyntesen, og opstår, når iltkoncentrationerne i cellen er høje. Fotorespiration finder typisk sted under forhold med høj lysintensitet, tørhed og varme (hvilket ofte resulterer i lukning af spalteåbninger), hvor mængden af kuldioxid, der kommer ind i planten, er reduceret, og hvor mængden af ilt produceret ved fotosyntese akkumuleres. Fotorespiration producerer således kuldioxid, når der ikke er kuldioxid til rådighed, og fungerer som en kontrol for fotosyntesen og for plantens produktivitet. I modsætning til celleatmningen producerer fotorespiration ikke ATP eller NADH, og den forbruger således kemisk energi i stedet for at producere den. Mange angiospermer har en supplerende metode til kuldioxidoptagelse, der minimerer tabene fra fotorespiration.
