Các bước cần thiết cho hô hấp tế bào hiếu khí, theo thứ tự xảy ra: glucose -> glycosis -> chu trình TCA -> phản ứng vận chuyển điện tử -> denosine triphosphate hoặc ATP. Trình tự bắt đầu bằng carbohydrate glucose, chứa năng lượng dự trữ, và di chuyển qua một loạt các phản ứng sinh hóa kết thúc bằng việc sản xuất ATP, là đơn vị tiền tệ năng lượng được tế bào sử dụng để cung cấp năng lượng cho các quá trình trao đổi chất của chúng. Oxy là cần thiết để quá trình hô hấp hiếu khí diễn ra và trong tế bào nhân thực, hầu hết các phản ứng đều diễn ra trong ti thể của tế bào.
Trong quá trình hô hấp hiếu khí, mỗi phân tử glucose tham gia phản ứng sẽ tạo ra hai phân tử ATP, mà tế bào sẽ sử dụng để làm năng lượng. Bốn phân tử ATP thực sự được tạo ra trong quá trình này, nhưng hai phân tử được sử dụng hết trong chuỗi phản ứng.
Hô hấp tế bào cũng có thể diễn ra mà không có oxy và được gọi là hô hấp kỵ khí. Bước glycosis, hay con đường trao đổi chất, của quá trình này sẽ khác khi không có oxy. Điều kiện kỵ khí sẽ tạo ra lactate trong quá trình glycosis thay vì pyruvate được tạo ra trong điều kiện hiếu khí. Nhìn chung, hô hấp hiếu khí là một quá trình hiệu quả hơn nhiều so với hô hấp kỵ khí. Hô hấp tế bào được coi là một phản ứng tỏa nhiệt vì nó giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt. Mặc dù có bản chất tương tự như phản ứng đốt cháy, nhưng quá trình tỏa nhiệt xảy ra trong tế bào sống diễn ra rất chậm.
