Em células procarióticas, a respiração ocorre no citoplasma; nas células eucarióticas, o processo começa no citoplasma, mas a maioria das reações químicas ocorre na mitocôndria. A respiração é o processo de liberação de energia para processos biológicos na forma de ATP (trifosfato de adenosina).
A respiração é uma série de reações químicas que podem ocorrer tanto na presença quanto na ausência de oxigênio para produzir uma molécula de alta energia utilizada por toda a vida na Terra em um nível celular. Células com núcleos normalmente utilizam respiração aeróbica. A respiração celular aeróbia pega o produto da glicólise, que ocorre no citoplasma, e o usa em uma série de reações químicas nas mitocôndrias da célula.
As mitocôndrias são organelas em forma de feijão presentes em todas as células eucarióticas. Dentro da mitocôndria, há um grande número de cristas internas que aumentam a área de superfície através da qual um gradiente de concentração pode ser utilizado nas transformações químicas que criam energia celular.
A produção de ATP, com os processos adicionais que a adição de oxigênio permite, produz muito mais energia para a célula do que a respiração anaeróbica. A respiração aeróbica produz um total de 38 ATP por molécula de glicose, enquanto a anaeróbia produz apenas 2 ATP. Quando as células eucarióticas ficam sem oxigênio, elas ainda podem produzir energia por meio da respiração anaeróbica.