Huvudskillnaden mellan fotosyntes och fotorespiration är att fotosyntesen är den process genom vilken fotoautotrofer, främst gröna växter, alger och cyanobakterier, genererar kolhydrater och syre från koldioxid och vatten genom att använda energin i solljus medan fotorespiration är en sidoreaktion där enzymet RuBisCO syresätter RuBP, vilket gör att en del av den energi som produceras av fotosyntes slösas bort.
Fotosyntes och fotorespiration är två processer som förekommer i växter. Men fotosyntes är en viktig process medan fotorespiration är en slösaktig process. En del av energin och det fasta kolet slösas bort genom fotorespiration av enzymet RuBP oxygenas-karboxylas. Fotorespiration kan därför kallas en process som minskar effektiviteten av fotosyntes i växter.