C4植物是一種在光合作用過程中能夠高效固定和利用二氧化碳的植物。
C4植物在生長過程中從空氣中吸收二氧化碳，首先合成蘋果酸或天門冬氨酸等含四個碳原子（C4）的化合物。這種特殊的代謝途徑使C4植物具有較高的二氧化碳利用率和較強的生長能力。C4植物通常分佈在熱帶地區，其光合作用效率比C3植物更高，能夠更有效地轉換太陽能爲化學能。C4植物的一些例子包括玉米、甘蔗、高粱、莧菜等。這些植物的葉片結構獨特，通常圍繞着維管束形成“花環型”的兩圈細胞，內層細胞負責二氧化碳的固定和傳遞，外層細胞則進行二氧化碳的初始固定和後續反應。