Respirasi sel adalah proses di mana sel mengubah berbagai bentuk energi kimia menjadi adenosin trifosfat, atau ATP, molekul yang digunakan untuk “mengangkut” energi seluler yang dapat digunakan. Respirasi seluler dapat berlangsung dengan mekanisme yang berbeda berdasarkan kondisi lingkungan seluler selama proses respirasi. Oksigen, misalnya, merupakan faktor utama – respirasi berlangsung dengan mekanisme yang berbeda dalam kondisi aerobik, atau kondisi di mana oksigen hadir, daripada dalam kondisi anaerobik, atau kondisi di mana oksigen tidak ada. Beberapa organisme dapat beralih antara mode respirasi aerobik dan anaerobik berdasarkan kondisi lingkungan, meskipun dalam kasus seperti itu respirasi anaerob umumnya tidak berkelanjutan untuk jangka waktu yang lama.
Respirasi aerob adalah respirasi sel yang membutuhkan oksigen. Manusia dan banyak organisme lain menggunakan bentuk respirasi ini karena sifat kimia oksigen memungkinkan transfer energi yang sangat efisien. Oksigen untuk respirasi seluler aerobik disediakan melalui pernapasan; ketika asupan oksigen seseorang tidak cukup untuk menyediakan oksigen yang cukup, mekanisme anaerobik jangka pendek harus digunakan untuk melengkapi mekanisme aerobik.
Bahan mentah yang digunakan selama proses respirasi transfer energi disediakan melalui konsumsi makanan, yang dipecah menjadi bentuk kimia yang dapat digunakan selama reaksi yang terjadi selama respirasi. Perlu dicatat bahwa respirasi sel itu sendiri membutuhkan energi, karena beberapa ATP digunakan agar lebih banyak dapat diproduksi.
Dalam beberapa kasus, respirasi selular aerobik tidak cukup untuk menyediakan semua energi yang dibutuhkan untuk kebutuhan selular tubuh. Ini biasa terjadi ketika seseorang terlibat dalam latihan atletik yang membebani otot seseorang. Mekanisme aerobik tidak mampu memenuhi kebutuhan energi otot, sehingga proses yang disebut fermentasi diaktifkan untuk melengkapi produksi energi. Proses ini jauh kurang efisien dibandingkan proses aerobik, hanya menghasilkan dua molekul ATP per molekul glukosa yang digunakan, dibandingkan dengan 38 yang dihasilkan melalui mekanisme aerobik. Ini juga menghasilkan banyak limbah kaya energi yang tidak dapat dipecah menjadi bentuk yang dapat digunakan melalui fermentasi.
Beberapa organisme hidup dalam kondisi anaerobik dan, karenanya, memiliki proses respirasi seluler yang tidak termasuk oksigen. Beberapa organisme ini benar-benar akan mati dengan adanya oksigen; organisme tersebut disebut sebagai anaerob obligat. Sebagian besar organisme yang terutama menggunakan mekanisme respirasi seluler tersebut berukuran kecil dan tidak kompleks, dan cenderung kekurangan kebutuhan energi seperti gerakan otot dan proses pencernaan yang kompleks.