Exemplos de respiração anaeróbica incluem redução de nitrato, desnitrificação, redução de sulfato e redução de carbonato. Todos esses métodos usam um aceptor de elétrons diferente de oxigênio e têm um sistema de transporte de elétrons ligado à membrana. Esses mecanismos anaeróbicos também sintetizam trifosfato de adenosina, ou ATP, por meio da ATP sintase.
Na redução de nitrato, os organismos usam nitrato em vez de oxigênio como o aceitador de elétron terminal. Como esse processo é ineficiente, os organismos que usam a redução de nitrato o fazem apenas em circunstâncias em que o oxigênio está significativamente mais disponível do que o nitrato. A desnitrificação é um processo relacionado que permite aos organismos reduzir ainda mais o nitrato, que pode aceitar mais seis elétrons, em nitrogênio. Os subprodutos tóxicos da desnitrificação são cuidadosamente regulados pelo organismo em um processo complexo que envolve um grande número de genes. Devido à complexidade da desnitrificação, poucos organismos são capazes de usá-la. A desnitrificação também afeta o ciclo global do nitrogênio, já que a maioria das plantas não consegue usar o gás nitrogênio e, em vez disso, depende do nitrato do solo.
A redução de sulfato é usada por organismos que vivem em ambientes completamente desprovidos de oxigênio. Oito elétrons são adicionados ao sulfato, que geralmente se transforma em sulfeto de hidrogênio. Com um rendimento de energia ainda menor do que o nitrato, a redução do sulfato produz energia suficiente para sintetizar ATP. O gás hidrogênio e pequenos ácidos orgânicos, como acetato e lactato, são redutores de sulfato comuns. A redução de carbonato é comparativamente ineficiente, mas o carbonato é comum na natureza. Acredita-se que este processo anaeróbio seja um dos mais antigos, visto que era usado pelos membros da Archaea.
