La fissazione del carbonio, che viene anche definita assimilazione del carbonio, è un processo in cui il biossido di carbonio viene convertito in un composto organico da un organismo vivente. Un esempio di fissazione del carbonio è la fotosintesi.
Nel processo di fotosintesi, il carbonio viene fissato da una forma inorganica (anidride carbonica) in una forma organica. Questo accade quando le piante usano l'energia del sole per trasformare l'anidride carbonica e l'acqua in glucosio (forma organica). Nella fotosintesi, l'anidride carbonica entra nelle foglie delle piante e poi si diffonde nelle cellule del mesofillo. Il carbonio si diffonde poi nello stroma dei cloroplasti, ed è qui che ha luogo la reazione leggera della fotosintesi. La fissazione del carbonio è la prima fase del ciclo Calvin di fissazione, riduzione e rigenerazione.