光呼吸（Photorespiration）是所有進行光合作用的細胞在光照和高氧低二氧化碳情況下發生的一個生化過程。它是光合作用一個損耗能量的副反應。綠色植物在照光條件下的呼吸作用。特點是呼吸基質在被分解轉化過程中雖也放出CO2，但不能轉換成能量ATP，而使光合產物被白白地耗費掉。在黑暗條件下，呼吸過程能不斷轉換形成ATP，并把自由能釋放出來，以供根系的吸收功能、有機物質的合成與運轉功能以及各種物質代謝反應等等功能的需要，從而促進生命活動的順利進行。所以光呼吸越強，光合生產率相對就低。根據大氣氧濃度21%時的測定，茶樹葉片的光呼吸強度為1.6±0.1mgCO2/dm2/h，比一般植物高。
光呼吸循環途徑是在葉綠體、過氧化物體和線粒體三個不同的細胞器中進行的，其代謝的總結果是兩分子的磷酸乙醇酸轉化成一分子的磷酸甘油酸和一分子的CO2。綠色植物在光照下進行光合作用的同時，存在吸進氧氣釋放二氧化碳的現象。光呼吸的氧化底物是乙醇酸，乙醇酸產生于葉綠體。葉綠體進行光合作用固定二氧化碳時，有RuBP羧化酶一加氧酶參與反應，此酶既可催化RuBP的羧化反應，也可催化RuBP的加氧反應，其反應方向決定于CO2和O2濃度的高低，在CO2濃度相對較高時，有利于羧化反應，形成二分子磷酸甘油酸，促進光合循環的進行；當O2濃度相對較高時，促進加氧反應的進行，產生一分子磷酸甘油酸和一分子磷酸乙醇酸。后者脫磷酸而為乙醇酸，乙醇酸可就地直接氧化為乙醛酸，也可從葉綠體轉移過氧物酶體并在其中氧化為乙醛酸；乙醛酸在過氧物酶體內轉化為甘氨酸；甘氨酸轉入線粒體內并轉化為絲氨酸，同時釋放CO2，這是光呼吸的產物； 絲氨酸又可轉回過氧物酶體中轉變為羥基丙酮酸，經氧化為甘油酸； 甘油酸從過氧物酶體返回葉綠體后轉化為磷酸甘油酸，進入C3循環，再次形成RuBP。①RuBP羧化酶；②RuBP加氧酶；③磷酸乙醇酸磷酸酶；④焦磷酸二羥乙基硫胺氧化酶(非酶促反應)；⑤乙醇酸氧化酶；⑥過氧化氫酶；⑦谷氨酸一乙醛酸氨基轉移酶；⑧絲氨酸羥甲基轉移酶；⑨氨基轉移酶；⑩絲氨酸一乙醛酸；氨基轉移酶(11)NADH羥基丙酮酸還原酶；(13)甘油酸激酶；(13)3-磷酸甘油酸磷酶酸；(14)可能為非酶促反應，光、Mn促進反應的進行。氧化劑可能是H2O2。
英國hansatech公司液相氧測定系統是一種高精度Clark氧電極，用于準確測定水溶液中溶解氧、H2、NO、PH的含量。由于它具有靈敏度高、反應快、可以連續測量、記錄，能夠追蹤反應的動態變化過程等優點，因而在葉綠體及線粒體懸浮液的光合放氧和呼吸耗氧的研究上，在對某些耗氧或放氧的酶促反應的研究上，都得到了廣泛的應用。用于研究植物組織如植物根系、芽、種子、果實、葉片等組織的呼吸速率和呼吸途徑的變化，分析抗氰呼吸途徑、細胞色素氧化酶途徑、糖酵解途徑、三羧酸途徑的變化，進而分析植物抗逆性、組織的休眠和休眠解除等過程的變化。
