Tijdens de fotosynthese, planten gebruiken energie van de zon formulier suiker uit koolstofdioxide en water. Als de temperaturen stijgen, echter fotosynthese wordt steeds inefficiënt zijn in de meeste planten en drastisch vermindert hun productiviteit tijdens warm weer. C4 planten--die bestaan uit slechts 3 procent van de bedektzadigen--hebben ontwikkeld, een alternatieve middel van fotosynthese waarmee ze zich kunnen handhaven van efficiëntie, zelfs tijdens warm weer. Volgens voormalig Harvard biologie professor John W. Kimball, ondanks de lage aantallen van C4 soorten, voeren zij een kwart van de fotosynthese op het land.
De meeste planten fotosynthetische efficiëntie--het tarief waartegen ze licht energie in chemische energie die ze gebruiken om macht processen van groei en leven--varieert tussen 1 en 4 procent, bij de hogere waardes behorend omzetten kunnen tot gekweekt gewassen. Suikerriet, een C4 plant, toont een fotosynthetische efficiëntie van ongeveer 7 procent, een van de hoogste geregistreerde natuurlijk voorkomende fotosynthetische efficiëntieniveaus op aarde. C4 fotosynthese, die elimineert deel van de energie verspillen van fotosynthese door het isoleren van processen in verschillende delen van de plant, rekeningen voor suikerriet van efficiëntie. Suikerriet is een voorbeeld van een van de vele voorbeelden van C4 planten gevonden in de tropen.
Hoewel de meeste C4 planten in de tropen waar constante warmte hen een adaptieve voorsprong groeien geeft, gebruikt de westerse wereld de vertrouwdste gewas ook C4 fotosynthese. Inderdaad, C4 fotosynthese deels verantwoordelijk voor Corns succes als een gewas. Volgens de graan boeren van Ontario, maïs opbrengsten dubbele die van de meeste gewassen van andere graan, en maïs planten produceren ook tweemaal zoveel nieuwe groei per jaar als de gemiddelde gematigd woud. Zoals andere gewassen onder de lange dagen en de hoge hitte van midzomer die naar beneden hun vermogen wankelen drijft voor het synthetiseren van energie voor zichzelf, laat C4 fotosynthese maïs te blijven van de productie van energie-efficiëntie, waardoor planten groeien en bloeien zelfs in de meest uitdagende omstandigheden.
De meeste C4 planten functie door het isoleren van fotosynthetische processen in verschillende delen van de plant waar hoge hitte kan niet leiden inefficiëntie tot voordoen. Cactussen, behoren echter tot een groep van C4 planten genaamd CAM-installaties die gebruik maken van een vorm van C4 fotosynthese waarmee fotosynthetische processen op verschillende tijdstippen van de dag om te maximaliseren van de efficiëntie en waterverlies te minimaliseren. 'S nachts opent cactussen de poriën in hun bladeren die het mogelijk kooldioxide--een noodzakelijk ingrediënt voor fotosynthese--maken in te voeren. Als geopend gedurende de dag, wordt deze poriën ook goed voor grote verliezen van water, zoals water van hen verdampt. In de nacht zijn water verliezen minimaal. Cactussen ondergaan de C4 fotosynthetische pathway en opslaan van de producten in hun cellen. Als de zon opkomt en de temperaturen escaleren, cactussen sluit de poriën in het gebladerte en met behulp van de opgeslagen producten voor C4, de fotosynthetische voltooien.
