光呼吸發生的場所為葉綠體，過氧化物酶體和線粒體，與暗呼吸在細胞質和線粒體發生有區別。

光呼吸被冠以“呼吸”二字（英語：Respiration），是因為光呼吸與呼吸作用（在行光呼吸細胞中則為暗呼吸）的投入產出一樣，就是說氧氣參加了反應并被消耗，過程中會釋放二氧化碳。但兩者除了在是否需要光照這一點上存在差異之外，還有光呼吸過程要消耗ATP，即能量，還要消耗還原當量NADPH，這是和暗呼吸不一樣的，暗呼吸是細胞獲得能量的途徑。