Hô hấp tế bào diễn ra trong các bào quan được gọi là ti thể. Ti thể lấy glucose, một loại đường và biến đổi nó khi có oxy thành một phân tử giàu năng lượng gọi là ATP, hoặc adenosine triphotphat. Đối với mỗi phân tử glucose, 36 phân tử ATP được tạo ra.
Mỗi tế bào động vật có trung bình từ 1.000 đến 2.000 ti thể. Các tế bào có nhu cầu lớn hơn về năng lượng như tế bào não và tế bào cơ, có nhiều ti thể hơn. Ti thể được tạo thành từ một lớp màng bên trong và bên ngoài. Màng ngoài dễ thấm hơn và cho phép các protein nhỏ, ATP, ion và chất dinh dưỡng đi qua. Màng trong ít thấm hơn và chỉ cho phép carbon dioxide, oxy và nước đi qua tự do. Máy móc và enzym được sử dụng để tạo ra ATP nằm trong màng trong.
