Ključna razlika med fotosintezo in fotodihanjem je v tem, da je fotosinteza proces, s katerim fotoavtotrofi, predvsem zelene rastline, alge in cianobakterije, ustvarjajo ogljikove hidrate in kisik iz ogljikovega dioksida in vode z uporabo energije na sončni svetlobi, medtem ko je fotorespiracija stranska reakcija, pri kateri encim RuBisCO oksigenira RuBP, zaradi česar se porabi del energije, ki nastane s fotosintezo.
Fotosinteza in fotorespiracija sta dva procesa, ki se pojavita v rastlinah. Vendar je fotosinteza pomemben postopek, medtem ko je fotodihanje potraten proces. Nekaj energije in fiksnega ogljika zavre s fotodihanjem encim, imenovan RuBP oksigenaza-karboksilaza. Zato fotodihanje lahko imenujemo postopek, ki zmanjšuje učinkovitost fotosinteze v rastlinah.
