Die Zellatmung ist in erster Linie ein energieintensiver Dissimilationsprozess und ein Phänomen, das alle lebenden Organismen (Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen) aufweisen.

Bei diesem Verfahren werden hochenergiehaltige Substanzen, im Allgemeinen Kohlenhydrate (Stärke, Glykogen, Saccharose, Glucose) oder Proteine oder Lipide unter enzymatischer Kontrolle schrittweise in einfachere Substanzen mit niedrigerem Energiegehalt zerlegt. Energie wird in bestimmten Zuständen in Form von hochenergetischem Phosphat (~ P) freigesetzt, das in ADP (Adenosindiphosphat) eingeschlossen und in Pyrophosphatbindungen von ATP (Adenosintriphosphat) gespeichert wird.
Zellatmung ist ein Prozess der biologischen Oxidation von Nahrungsmaterialien (Atmungssubstraten oder Brennstoffmolekülen) in einer Zelle, bei dem molekulares O2 verwendet wird, CO2 und H2O produziert und Energie in kleinen Schritten freigesetzt und in biologisch nützlichen Formen gespeichert wird, im Allgemeinen ATP (Adenosintriphosphat).
Respiratorische Substrate können Kohlenhydrate, Fette, Proteine und organische Säuren sein.

Die Zellatmung ähnelt der gewöhnlichen Verbrennung oder Verbrennung beim Abbau chemischer Bindungen, der Verwendung von Sauerstoff, der Produktion von Kohlendioxid und der Freisetzung von Energie, aber es gibt einige grundlegende Unterschiede zwischen den beiden Prozessen.

Verbrennung setzt eine große Menge an Energie in einem einzigen Schritt frei, und das meiste davon wandelt sich in Wärme und manchmal in Licht um und erhöht die Temperatur stark. Die Zellatmung setzt Energie schrittweise frei, und jeder Energieabgabeschritt ist mit der Synthese von ATP gekoppelt. Nur eine geringe Menge an Energie wird als Wärme abgeführt. Atmung kann als „langsames Brennen“ bezeichnet werden.