C4植物是一類特殊的植物，它們的光合作用路徑中，二氧化碳（CO2）首先被固定成四碳的有機酸，如蘋果酸或天門冬氨酸，然後再被進一步固定成三碳的有機酸，如3-磷酸甘油酸，參與C3途徑的光合作用。C4植物的特點是具有特殊的葉片結構，包括圍繞維管束的「花環型」細胞排列，其中較大的維管束鞘細胞含有許多較大的葉綠體但不含基粒，而外層的葉肉細胞含有基粒的葉綠體。這種結構使得C4植物在高溫和低二氧化碳濃度的條件下具有更高的光合作用效率。
C4植物的一些例子包括玉米、甘蔗、高粱、馬齒莧、菊花、莧菜、莎草、黍、粟等。這些植物通常分布在熱帶地區，因為它們能夠在高溫和低二氧化碳濃度的條件下有效地進行光合作用。