Les organismes unicellulaires ne respirent pas dans le sens habituel, mais ils respirent en permettant à l'oxygène d'entrer dans la membrane cellulaire par le processus de diffusion. Parce qu'ils sont si petits, ils n'ont pas les organes, pores et entrées pour respirer comme des organismes multicellulaires.
Tous les organismes doivent être capables d'effectuer un certain type de respiration pour survivre. Que l'organisme se développe grâce à l'oxygène ou à un autre type de gaz dépend de l'organisme, mais le processus est le même. Pour que l'énergie soit produite sous forme d'ATP, qui est utilisée par toutes les cellules, il doit y avoir un certain type d'échange gazeux. Les organismes unicellulaires sont capables de transmettre leur surplus de gaz à travers la paroi cellulaire et d'absorber de l'oxygène et d'autres gaz pour les aider à survivre.
Certains animaux sur Terre sont plus gros que les organismes unicellulaires mais absorbent toujours leur oxygène de la même manière. Les poissons, par exemple, ont des branchies qui leur permettent de respirer. L'oxygène de l'eau qu'ils « respirent » pénètre dans leurs branchies de la même manière que l'oxygène pénètre dans un organisme unicellulaire. Il est ensuite échangé contre les gaz inutiles dans le corps du poisson. Tous les animaux ne fonctionnent pas de cette façon, mais certains sont capables de respirer de la même manière que les organismes unicellulaires sans être liés d'aucune façon aux organismes.