Η κυτταρική αναπνοή είναι η διαδικασία με την οποία τα κύτταρα μετατρέπουν διάφορες μορφές χημικής ενέργειας σε τριφωσφορική αδενοσίνη ή ATP, ένα μόριο που χρησιμοποιείται για τη “μεταφορά” της χρησιμοποιήσιμης κυτταρικής ενέργειας. Η κυτταρική αναπνοή μπορεί να προχωρήσει με διαφορετικούς μηχανισμούς με βάση τις συνθήκες του κυτταρικού περιβάλλοντος κατά τη διαδικασία της αναπνοής. Το οξυγόνο, για παράδειγμα, είναι ένας σημαντικός παράγοντας – η αναπνοή προέρχεται από διαφορετικούς μηχανισμούς σε αερόβιες συνθήκες, ή συνθήκες στις οποίες υπάρχει οξυγόνο, από ό, τι σε αναερόβιες συνθήκες, ή συνθήκες στις οποίες δεν υπάρχει οξυγόνο. Ορισμένοι οργανισμοί είναι σε θέση να εναλλάσσονται μεταξύ αερόβιων και αναερόβιων τρόπων αναπνοής με βάση τις περιβαλλοντικές συνθήκες, αν και σε τέτοιες περιπτώσεις η αναερόβια αναπνοή γενικά δεν είναι βιώσιμη για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Η αερόβια αναπνοή είναι κυτταρική αναπνοή που απαιτεί οξυγόνο. Οι άνθρωποι και πολλοί άλλοι οργανισμοί κάνουν χρήση αυτής της μορφής αναπνοής επειδή οι χημικές ιδιότητες του οξυγόνου επιτρέπουν πολύ αποτελεσματική μεταφορά ενέργειας. Το οξυγόνο για την αερόβια κυτταρική αναπνοή παρέχεται μέσω της αναπνοής. όταν η πρόσληψη οξυγόνου είναι ανεπαρκής για την παροχή αρκετού οξυγόνου, πρέπει να χρησιμοποιηθούν βραχυπρόθεσμοι αναερόβιοι μηχανισμοί για τη συμπλήρωση των αερόβιων μηχανισμών.
Οι πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται κατά τη διάρκεια των διαδικασιών αναπνοής που μεταφέρουν ενέργεια παρέχονται μέσω της κατανάλωσης τροφής, η οποία διασπάται σε μια χημική μορφή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατά τη διάρκεια των αντιδράσεων που συμβαίνουν κατά την αναπνοή. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι η κυτταρική αναπνοή από μόνη της απαιτεί ενέργεια, καθώς χρησιμοποιείται κάποιο ΑΤΡ για να παραχθεί περισσότερο.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, η αερόβια κυτταρική αναπνοή δεν επαρκεί για να παρέχει όλη την ενέργεια που απαιτείται για τις κυτταρικές ανάγκες του σώματος. Αυτό είναι συνηθισμένο όταν κάποιος ασχολείται με αθλητικές πρακτικές που επιβαρύνουν πολύ τους μυς του. Οι αερόβιοι μηχανισμοί δεν είναι ικανοί να συμβαδίσουν με τις ενεργειακές ανάγκες των μυών, έτσι ενεργοποιείται μια διαδικασία που αναφέρεται ως ζύμωση για να συμπληρώσει την παραγωγή ενέργειας. Αυτή η διαδικασία είναι πολύ λιγότερο αποτελεσματική από την αντίστοιχη αερόβια, παράγοντας μόνο δύο μόρια ΑΤΡ ανά μόριο γλυκόζης που χρησιμοποιείται, σε σύγκριση με τα 38 που παράγονται μέσω των αερόβιων μηχανισμών. Παράγει επίσης πολλά απόβλητα πλούσια σε ενέργεια που δεν μπορούν να διασπαστούν σε χρήσιμη μορφή μέσω ζύμωσης.
Ορισμένοι οργανισμοί ζουν σε αναερόβιες συνθήκες και, κατά συνέπεια, έχουν διαδικασίες κυτταρικής αναπνοής που δεν περιλαμβάνουν οξυγόνο. Μερικοί από αυτούς τους οργανισμούς θα πεθάνουν πραγματικά παρουσία οξυγόνου. τέτοιοι οργανισμοί αναφέρονται ως υποχρεωτικοί αναερόβιοι. Οι περισσότεροι οργανισμοί που χρησιμοποιούν κυρίως τέτοιους μηχανισμούς κυτταρικής αναπνοής είναι μικροί και μη σύνθετοι και τείνουν να στερούνται ενεργειακών αναγκών όπως η μυϊκή κίνηση και οι πολύπλοκες πεπτικές διαδικασίες.