亦稱四碳二羧酸循環（ C4 -dicarboxylic cycle）。光合碳同化的輔助途徑。起源于熱帶及亞熱帶的一些植物，在其光合作用的暗反應中，二氧化碳首次被固定的接受體是磷酸烯醇式丙酮酸（ PEP）。在 PEP羧化酶催化下形成 C4 -羧酸——草酰乙酸。在 NADP-蘋果酸脫氫酶催化下，還原為蘋果酸（ C4 -酸），它由葉肉細胞運到維管束鞘細胞的葉綠體中。經脫羧釋放二氧化碳并形成 C3 -酸， C3 -酸又回到葉肉細胞，轉變成 PEP，又可接受二氧化碳，該循環由于固定二氧化碳的最初產物是 C4 -酸故稱為 C4 -途徑。循環中被釋放的二氧化碳留在原地，通過 C3 途徑轉變成糖。該途徑功能是將外界二氧化碳運送到葉內部，提高核酮糖 -1， 5-雙磷酸羧化酶加氧酶周圍的二氧化碳濃度，以利于提高光合速率。其本身并不能完成凈固定二氧化碳的作用，僅起改善供應二氧化碳的作用。