As plantas absorvem dióxido de carbono e expelem oxigênio por meio da fotossíntese, enquanto os animais respiram oxigênio e expelem o dióxido de carbono. Conhecido como ciclo do oxigênio, esse uso espelhado de dióxido de carbono e oxigênio tem algumas exceções.
Durante o dia, as plantas absorvem água de suas raízes e dióxido de carbono através de minúsculos poros, os estômatos, nas folhas. O calor do sol desencadeia a fotossíntese nas partes verdes da planta que contêm clorofila. Um produto da fotossíntese é o açúcar, que a planta usa como alimento imediatamente ou armazena nas raízes ou outros tecidos. Também é produzido oxigênio, que é liberado de volta para a atmosfera. As plantas aquáticas liberam oxigênio na água.
À noite, o processo respiratório de uma planta é revertido. Os estômatos retiram oxigênio do ar e liberam dióxido de carbono. Sem a energia do sol, as plantas não podem fotossintetizar os alimentos. Eles precisam de oxigênio para quebrar os carboidratos armazenados e manter seu metabolismo.
Os animais precisam de oxigênio, noite e dia. Os animais terrestres têm pulmões que respiram e extraem o oxigênio. Os mamíferos marinhos também respiram dessa maneira. Peixes e outros animais que vivem inteiramente debaixo d'água geralmente têm guelras. A água lava as guelras e o oxigênio é extraído.
Em 2015, uma criatura do gênero Spinoloricus, que vive em sedimentos no fundo do Mar Mediterrâneo, é o único animal multicelular descoberto que sobrevive sem oxigênio.
