As folhas de plantas conhecidas como C4 possuem dois tipos distintos de células contendo cloroplastos: o mesofilo e a bainha do feixe vascular, as quais estão conectadas por extensa rede de plasmodesmas. As células da bainha do feixe apresentam uma anatomia diferenciada, em forma de coroa, conhecida como anatomia kranz.
Nas plantas C4 as reações dependentes da luz e o Ciclo de Calvin estão fisicamente separados, com as reações dependentes da luz acontecendo nas células do mesófilo (tecido esponjoso no meio da folha) e o Ciclo de Calvin acontecendo em células especiais ao redor das nervuras. Estas células são chamadas de células da bainha do feixe vascular.
As adaptações nas C4 permitem que elas fotossintetizem em altas taxas, mesmo em altas temperaturas (o mecanismo de concentração de CO2 praticamente elimina a fotorrespiração).
Estas plantas conseguem altas produtividades nas condições tropicais.
As adaptações fisiológicas das plantas CAM permitem a sua sobrevivência em condições de climas áridos e semi-áridos.
Já as características das plantas C3 permitem que elas sejam mais eficientes em condições de climas temperados (note que estas plantas consomem menos ATP por molécula de CO2 fixado).
A redução na produtividade das plantas C3 deve-se ao aumento da fotorrespiração com o aumento da temperatura.