As mitocôndrias emitem água, dióxido de carbono e energia, na forma de moléculas de ATP, durante a respiração celular. As mitocôndrias os produzem combinando moléculas de glicose e oxigênio, o que cria as moléculas e libera grandes quantidades de energia. Este é o principal processo pelo qual a maioria dos organismos satisfaz suas necessidades de energia.
Existem duas etapas principais para a criação de dióxido de carbono, água e energia a partir da glicose e do oxigênio. O primeiro passo é a glicólise, que não ocorre nas mitocôndrias, mas no citoplasma fora delas. A célula usa enzimas para quebrar a glicose, que tem seis átomos de carbono, em duas moléculas de piruvato, que têm três átomos de carbono cada. Este processo libera uma pequena quantidade de energia, mas não requer oxigênio.
Na ausência de oxigênio, certas células, como as células musculares, podem usar a glicólise sozinha para produzir energia, mas é muito ineficiente em relação à respiração celular completa. Este processo geralmente produz ácido lático ou etanol em vez de água e dióxido de carbono.
Se o oxigênio estiver presente, o piruvato se move para a mitocôndria para se combinar com o oxigênio em um processo conhecido como fosforilação oxidativa. Este nome se refere ao fato de que a mitocôndria usa uma reação com oxigênio para anexar íons de fósforo ao ADP, produzindo ATP.
