生物里,有一种概念叫呼吸作用.呼吸作用是生物体在细胞内将有机物氧化分解并产生能量的化学过程,又称为细胞呼吸（Cell respiration）.无论是否自养,生物体细胞内完成生命活动所需的能量都是来自呼吸作用.真核细胞中,线粒体是与呼吸作用最有关联的细胞器,呼吸作用的几个关键性步骤都在其中进行.生物的生命活动都需要消耗能量,这些能量来自生物体内糖类、脂类和蛋白质等有机物的氧化分解.生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解,最终生成二氧化碳或其他产物,并且释放出能量的总过程,叫做呼吸作用(又叫生物氧化).
呼吸作用是一种酶促氧化反应,但虽然名为氧化反应,不论是否有氧气参与,都可称作呼吸作用（这是由于在化学上,有电子转移的反应过程皆可被称为氧化）.有氧气参与时的呼吸作用称之为有氧呼吸,没有氧气参与的反应则被称为无氧呼吸.同样多的有机化合物,进行无氧呼吸时可以产生的能量比进行有氧呼吸时要少.有氧呼吸与无氧呼吸是细胞内不同的反应,与生物体没有直接的关系.即使是呼吸氧气的生物,其细胞内也可以进行无氧呼吸.呼吸作用的目的是透过释放储存在食物中的能量以制造三磷酸腺苷（ATP）,即细胞最主要的直接能量供应者.
呼吸作用的过程可以比拟为氢与氧的燃烧,但两者间最大的不同是,呼吸作用透过一连串的反应步骤,一步步地使食物中的能量放出,而非像燃烧般的一次性释放.在呼吸作用中,三大营养物质：碳水化合物、蛋白质和脂质的基本组成单位,葡萄糖、氨基酸和脂肪酸被分解成更小的分子,透过数个步骤,将能量转移到还原性氢（化合价为+1的氢）中.最后经过一连串的电子传递链,氢被氧化生成水,原本存存在其中的能量则转移到ATP分子上,供生命活动使用.