proces metaboliczny zachodzący u roślin (w mitochondriach, chloroplastach i peroksysomach) w obecności  światła. Podczas jego przebiegu enzym RuBisCO katalizuje utlenianie rybulozo-1,5-bisfosforanu z udziałem tlenu zamiast dwutlenku węgla. W wyniku tej reakcji powstaje kwas fosfoglicerynowy i inne produkty uboczne, które w cyklu odzyskiwania są przetwarzane z użyciem energii i prowadzą do uwolnienia dwutlenku węgla. Fotooddychanie zmniejsza efektywność fotosyntezy, szczególnie w warunkach wysokiego stężenia tlenu i niskiego CO₂. Jednocześnie proces pełni funkcję ochronną, ograniczając nadmierne nagromadzenie reaktywnych form tlenu w komórce.