Les étapes nécessaires à la respiration cellulaire aérobie sont, dans l'ordre de leur apparition : glucose —> glycose —> cycle TCA —> réactions de transport d'électrons —> denosine triphosphate, ou ATP. La séquence commence par le glucose des glucides, qui contient de l'énergie stockée, et se déplace à travers une série de réactions biochimiques qui se terminent par la production d'ATP, qui est la monnaie énergétique utilisée par les cellules pour alimenter leurs processus métaboliques. L'oxygène est nécessaire pour que la respiration aérobie se produise, et dans les cellules eucaryotes, la plupart des réactions ont lieu dans les mitochondries d'une cellule.
Au cours du processus de respiration aérobie, chaque molécule de glucose entrant dans la réaction produit deux molécules nettes d'ATP, que la cellule utilisera comme énergie. Quatre molécules d'ATP sont en fait produites au cours du processus, mais deux sont utilisées au cours de la séquence des réactions.
La respiration cellulaire peut également avoir lieu sans la présence d'oxygène et est appelée respiration anaérobie. L'étape de glycose, ou voie métabolique, du processus est différente lorsque l'oxygène n'est pas disponible. Les conditions anaérobies produiront du lactate pendant la glycose au lieu du pyruvate produit dans des conditions aérobies. Dans l'ensemble, la respiration aérobie est un processus beaucoup plus efficace que la respiration anaérobie.
La respiration cellulaire est considérée comme une réaction exothermique car elle libère de l'énergie sous forme de chaleur. Bien que de nature similaire à une réaction de combustion, le dégagement de chaleur se produisant au sein d'une cellule vivante se fait très lentement.
