W komórkach prokariotycznych oddychanie występuje w cytoplazmie; w komórkach eukariotycznych proces rozpoczyna się w cytoplazmie, ale większość reakcji chemicznych zachodzi w mitochondriach. Oddychanie jest procesem uwalniania energii dla procesów biologicznych w postaci ATP (trifosforanu adenozyny).
Oddychanie to seria reakcji chemicznych, które mogą występować zarówno w obecności tlenu, jak i jego braku, w celu wytworzenia wysokoenergetycznej cząsteczki wykorzystywanej przez całe życie na ziemi na poziomie komórkowym. Komórki z jądrami zazwyczaj wykorzystują oddychanie tlenowe. Aerobowe oddychanie komórkowe przyjmuje produkt glikolizy, który występuje w cytoplazmie i wykorzystuje go w serii reakcji chemicznych w mitochondriach komórki.
Mitochondria to organelle w kształcie fasoli obecne we wszystkich komórkach eukariotycznych. W obrębie mitochondriów istnieje duża liczba wewnętrznych grzbietów, które zwiększają powierzchnię, dzięki której gradient stężenia można wykorzystać w przemianach chemicznych, które wytwarzają energię komórkową.
Produkcja ATP, z dodatkowymi procesami, na które pozwala dodanie tlenu, wytwarza znacznie więcej energii niż oddychanie beztlenowe. Oddychanie aerobowe daje w sumie 38 ATP na cząsteczkę glukozy, gdzie beztlenowy wytwarza tylko 2 ATP. Gdy komórkom eukariotycznym zabraknie tlenu, mogą one nadal wytwarzać energię poprzez oddychanie beztlenowe.
