Kluczowa różnica między fotosyntezą a fotooddychaniem polega na tym, że fotosynteza to proces, w którym fotoautotrofy, głównie rośliny zielone, algi i cyjanobakterie, wytwarzają węglowodany i tlen z dwutlenku węgla i wody, wykorzystując energię słoneczną, podczas gdy fotooddychanie jest reakcją uboczną, w której enzym RuBisCO utlenia RuBP, powodując marnowanie części energii wytwarzanej podczas fotosyntezy.
Fotosynteza i fotooddychanie to dwa procesy zachodzące w roślinach. Jednak fotosynteza jest ważnym procesem, podczas gdy fotooddychanie jest procesem marnotrawnym. Część energii i związanego węgla jest tracona w wyniku fotooddychania enzymu zwanego oksygenazy-karboksylazą RuBP. Stąd fotooddychanie można nazwać procesem zmniejszającym efektywność fotosyntezy u roślin.
