La respirazione cellulare è principalmente un processo di dissimilazione che produce energia e un fenomeno esposto da tutti gli organismi viventi (piante, animali e microrganismi).

In questo processo le sostanze ad alto contenuto energetico, in genere i carboidrati (amido, glicogeno, saccarosio, glucosio) o le proteine o i lipidi vengono suddivisi in modo graduale, sotto controllo enzimatico, in sostanze più semplici e a minor contenuto energetico. L’energia viene liberata in determinati stati specifici sotto forma di fosfato ad alta energia (~ P) che sono intrappolati in ADP (Adenosina difosfato) e immagazzinati in legami pirofosfati di ATP (Adenosina trifosfato).
La respirazione cellulare è un processo di ossidazione biologica di materiali alimentari (substrati respiratori o molecole di combustibile) in una cellula, utilizzando O2 molecolare, producendo CO2 e H2O e rilasciando energia a piccoli passi e conservandola in forme biologicamente utili, generalmente ATP (adenosina trifosfato).
I substrati respiratori possono essere carboidrati, grassi, proteine e acidi organici.

La respirazione cellulare assomiglia alla combustione ordinaria o alla combustione nella rottura dei legami chimici, nell’uso dell’ossigeno, nella produzione di anidride carbonica e nel rilascio di energia, ma ci sono alcune differenze fondamentali tra i due processi.

La combustione rilascia una grande quantità di energia in un unico passaggio, e la maggior parte di essa si trasforma in calore e alcune volte in luce, aumentando notevolmente la temperatura. La respirazione cellulare rilascia energia in fasi e ogni fase di rilascio di energia è accoppiata alla sintesi di ATP. Solo una piccola quantità di energia si dissipa sotto forma di calore. La respirazione può essere chiamata “combustione lenta”.