Zestaw enzymów niezbędny do przeprowadzenia fotosyntezy CAM zawierają komórki roślin C3. Tłumaczy to dlaczego fotosynteza CAM może występować u wielu nie powiązanych rodzin należących do jednoliściennych i dwuliściennych występujących w wielu środowiskach. Metabolizm CAM ułatwia przetrwanie w warunkach niedoboru wody, jednak prawdopodobnie nie powstał jako przystosowanie do suszy. W warunkach niedoboru wody aparaty szparkowe pozostają zamknięte, a dyfuzja CO2 do wnętrza liścia jest ograniczona i właśnie przystosowanie do niskich stężeń CO2 jest prawdopodobną przyczyną powstania mechanizmów CAM. Zdolność do oszczędzania wody została wykorzystana później. Prawdopodobnie początkiem metabolizmu CAM było wiązanie CO2 wytwarzanego w procesie oddychania komórkowego w nocy. Mechanizm ten istnieje obecnie między innymi u sukulentów. Kolejnym krokiem w ewolucji fotosyntezy CAM było wykształcenie odpowiednich przenośników w błonie wakuoli. Gromadzenie kwasów C4 w wakuoli pozwala zapobiec niekorzystnemu obniżeniu pH w cytozolu.
Dalszy rozwój roślin CAM mógł być faworyzowany w warunkach stresu typu susza, zasolenie lub niskie stężenie CO2.