Quang hợp và hô hấp tế bào là những quá trình đối lập hoàn toàn của nhau nhưng cũng là những quá trình bổ sung cho nhau. Trong quang hợp, các nhà sản xuất như thực vật lấy khí cacbonic, nước và ánh sáng mặt trời để tạo ra đường và oxy. Với quá trình hô hấp tế bào, các sinh vật kết hợp glucose và oxy để tạo ra carbon dioxide, nước và năng lượng.
Quá trình quang hợp được thực vật và các sinh vật quang hợp khác sử dụng để sản xuất năng lượng, trong khi quá trình hô hấp tế bào phân hủy năng lượng để sử dụng. Phương trình cân bằng cho quá trình quang hợp là 6CO2 + 6H2O ---> C6H12O6 + 6O2 + năng lượng. Hô hấp tế bào về cơ bản là phản ứng ngược của năng lượng C6H12O6 + 6O2 ---> 6CO2 + 6H2O +. Cả hai phản ứng đều được thực hiện trong các bào quan; lục lạp là nơi quang hợp và quá trình hô hấp tế bào diễn ra chủ yếu trong ti thể.Chỉ các sinh vật quang hợp mới có thể tạo ra glucose, nhưng tất cả các sinh vật phải có thể sử dụng năng lượng đó. Năng lượng này thường ở dạng ATP, hoặc adenosine triphosphate. Hô hấp tế bào tạo ra ATP. Glucose được đốt cháy để tạo ra ATP.
Quá trình hô hấp tế bào bao gồm bốn bước. Quá trình đường phân phân giải glucose thành hai phân tử axit pyruvic, tạo ra hai phân tử ATP. Phản ứng chuyển tiếp phá vỡ axit pyruvic. Trong chu trình Krebs, thêm bốn phân tử ATP được tạo ra. Chuỗi vận chuyển điện tử và quá trình hóa trị tạo ra 32 phân tử ATP.
