Các quá trình không cần oxy được gọi là quá trình kỵ khí, một ví dụ phổ biến là quá trình lên men. Lên men là một quá trình phá vỡ các phân tử đường mà không có sự hiện diện của oxy. Đó là một cách thay thế để tế bào sản xuất ATP.
Bởi vì có rất ít oxy khi các tế bào sống đầu tiên xuất hiện trên Trái đất, hầu hết các sinh vật cổ đại sản xuất năng lượng thông qua hô hấp kỵ khí. Chỉ sau khi những cây đầu tiên tạo ra đủ oxy để nó tích tụ trong khí quyển thì quá trình hô hấp hiếu khí hiệu quả hơn mới trở nên phổ biến. Vẫn còn rất nhiều vi khuẩn kỵ khí trên trái đất và quá trình hô hấp kỵ khí xảy ra ở nhiều nơi khi không có oxy.
