Ở tế bào nhân sơ, quá trình hô hấp diễn ra trong tế bào chất; ở tế bào nhân thực, quá trình này bắt đầu trong tế bào chất nhưng phần lớn các phản ứng hóa học xảy ra trong ti thể. Hô hấp là quá trình giải phóng năng lượng cho các quá trình sinh học dưới dạng ATP (adenosine triphosphate).
Hô hấp là một chuỗi các phản ứng hóa học có thể xảy ra cả khi có oxy và không có oxy để tạo ra phân tử năng lượng cao được sử dụng bởi tất cả sự sống trên trái đất ở cấp độ tế bào. Tế bào có nhân thường sử dụng quá trình hô hấp hiếu khí. Hô hấp tế bào hiếu khí lấy sản phẩm của quá trình đường phân, xảy ra trong tế bào chất và sử dụng nó trong một loạt các phản ứng hóa học trong ty thể của tế bào.
Ti thể là bào quan hình hạt đậu có trong tất cả các tế bào nhân thực. Trong ty thể, có một số lượng lớn các đường gờ bên trong làm tăng diện tích bề mặt mà qua đó, gradient nồng độ có thể được sử dụng trong quá trình biến đổi hóa học tạo ra năng lượng tế bào.
Sản xuất ATP, với các quá trình bổ sung mà việc bổ sung oxy cho phép, tạo ra nhiều năng lượng hơn cho tế bào so với hô hấp kỵ khí. Hô hấp hiếu khí tạo ra tổng cộng 38 ATP trên mỗi phân tử glucose, trong đó kỵ khí chỉ tạo ra 2 ATP. Khi tế bào nhân thực hết oxy, chúng vẫn có thể tạo ra năng lượng thông qua quá trình hô hấp kỵ khí.
