Ribulsaabisfosfátkarboxylázaoxygenasa je prvním z enzymů temné fáze fotosyntézy. Tvoří více než polovinu rozpustného proteinu v listech, a to ve stromatu chloroplastů. Skládá se ze dvou podjednotek. Katalyzuje vazbu oxidu uhličitého na ribulsaa-1,5-bisfosfát za vzniku kys. 3-fosfoglycerové. Oxid uhličitý se váže ve formě CO₂ (nikoliv kyseliny uhličité) na enolickou formu substrátu. Pozoruhodná je vlastnost enzymu katalyzovat konkurenční reakci, vazbu kyslíku (viz fotorespirace).