卡尔文循环（英语：Calvin cycle，或简称卡氏循环，又译作开尔文循环）是由美国加州大学柏克莱分校梅尔文·卡尔文(Melvin Ellis Calvin，1911/04/08-1997/01/08)、安德鲁·本森和詹姆士·巴沙姆 3 人发现。梅尔文·卡尔文于1961年获得诺贝尔化学奖。卡尔文循环是光合作用里碳反应的一部分，反应场所为叶绿体内的底物，分为三个阶段：羧化、还原和二磷酸核酮糖的再生。
卡尔文循环是一种类似克雷伯氏循环的新陈代谢过程，其可使起始物质以分子的形态进入和离开这循环后发生再生。碳以二氧化碳形态进入，并以糖的形态离开。整个循环是利用ATP作为能量来源，并以降低能阶的方式来消耗NADPH，如此以增加高能电子来制造糖。其制造出来的碳水化合物并不是葡萄糖，而是一种称为3-磷酸甘油醛的三碳糖。为了要合成1摩尔这种碳，整个循环过程必须发生3次的取代作用，将3摩尔的二氧化碳固定。
