Niektóre bakterie oddychają tlenem, ale wiele z nich stosuje inne formy oddychania. Ściśle mówiąc, bakterie nie "oddychają" tak, jak robią to ludzie i inne zwierzęta, ale muszą nadal angażować się w oddychanie komórkowe . Oddychanie komórkowe to metoda, dzięki której komórki przekształcają substancje chemiczne w energię potrzebną do życia komórki. Bakterie to niezwykle różnorodna kolekcja organizmów, które oddychają na wiele sposobów.
Aby wykonać oddychanie komórkowe, komórka potrzebuje źródła energii, takiego jak glukoza i akceptor elektronów. Ten proces pozwala komórce wytwarzać trójfosforan adenozyny, czyli walutę energetyczną dla komórek. Skrócony ATP, trójfosforan adenozyny może zasilać dowolne funkcje niezbędne w komórce. Wiele komórek wykorzystuje tlen jako akceptor elektronów, ale niektóre bakterie używają innych akceptorów elektronów w reakcji.
Niektóre bakterie wykorzystują siarczan, azotan, siarkę lub fumaran jako akceptory elektronów w procesie oddychania komórkowego. Takie bakterie są nazywane beztlenowymi, ponieważ zamieszkują obszary bez tlenu. Jednak tlen jest znacznie bardziej skutecznym akceptorem elektronów niż te inne chemikalia, więc beztlenowe oddychanie jest znacznie bardziej wydajne.
Na początku historii komórek eukariotycznych starożytne bakterie tlenowe zostały pochłonięte przez większe komórki, które wykorzystały je do produkcji ATP w komórkach. Te pradawne bakterie rozwinęły się w organelle zwane mitochondriami, które wytwarzają energię dla nowoczesnych komórek eukariotycznych.