Pabrik C4 menggunakan siklus Hatch-Stack sebagai mekanisme reaksinya dalam reaksi gelap fotosintesis. Senyawa stabil pertama yang diproduksi dalam siklus Hatch-Stack adalah oksaloasetat. Karena oksaloasetat adalah senyawa empat karbon, siklus Hatch-Stack disebut siklus C4.
Tanaman C4 memperbaiki karbon dioksida dua kali, dalam sel mesofil dan kemudian dalam sel sel bundel, oleh enzim, fosfoenol piruvat karboksilase dan ribulosa bifosfat karboksilase (rubisco) masing-masing. Fosfoenol piruvat dalam sel mesofil terkondensasi dengan karbon dioksida, membentuk oksaloasetat.
Oksaloasetat ini menjadi malat untuk dipindahkan ke dalam sel bundel selubung. Di dalam sel bundel selubung, malat didekarbilasi, membuat karbon dioksida tersedia untuk siklus Calvin dalam sel-sel ini. Kemudian karbon dioksida ditetapkan untuk kedua kalinya di dalam sel selubung bundel.
Suhu optimal tanaman C4 adalah 90-95 derajat Fahrenheit. Tanaman C4 mulai tumbuh pada 60-65 derajat Fahrenheit. Oleh karena itu, tanaman C4 disebut tanaman tropis atau musim panas. Tanaman C4 lebih efisien dalam mengumpulkan karbon dioksida dan air dari tanah.
Pori-pori stomata yang bertukar gas dijaga agar tetap tertutup hampir sepanjang hari untuk mengurangi hilangnya kelembaban yang berlebihan dalam kondisi kering dan panas. Tanaman C4 tahunan adalah jagung, pearlmillet, dan sudangrass.
Tanaman C4 abadi adalah bermudagrass, rumput India dan switchgrass. Daun tanaman C4 menunjukkan anatomi Kranz. Fotosintesis bundel selubung menutupi jaringan pembuluh darah daun. Sel-sel bundel ini dikelilingi oleh sel-sel mesofil.
