Цей процес є наслідком недостатньої специфічності головного ферменту, що фіксує вуглекислоту, — РФБК, яка може зв'язуватись не лише із вуглекислим газом, але й із киснем. У разі взаємодії кисню із рибулозо-1,5-біфосфатом під дією РБФК утворюється 3-фосфогліцерат і 2-фосфогліколат. Фотодихання є збитковим для клітини, позаяк фіксація вуглекислого газу в його ході не відбувається, але утворюється 2-фосфогліколат, засвоєння якого для клітини є енергетично невигідним. Окрім цього, в пероксисомах утворюється низка рослинних гормонів.