Em termos simplificados, a reação da respiração aeróbia é: glicose + oxigénio → água + CO₂ + ATP (energia). A energia armazenada nas ligações da molécula de glicose é libertada pelo oxigénio num processo chamado oxidação. Água e dióxido de carbono são subprodutos.
A respiração aeróbia ocorre em etapas: a glicólise acontece no citoplasma da célula; o ciclo de Krebs e a cadeia de transporte de eletrões ocorrem nas mitocôndrias.
Existem dois tipos de respiração celular. A aeróbia usa oxigénio para sintetizar ATP; a anaeróbia usa outras substâncias, através de um processo chamado fermentação.
Muitas vezes confunde-se "respiração" com o ato de respirar (ventilação). A ventilação é a captação de oxigénio do ar; a respiração é o processo celular que ocorre em todas as células do corpo.
O ser humano inspira ar através dos movimentos da caixa torácica e do diafragma. Nos alvéolos pulmonares, o oxigénio passa para a corrente sanguínea, que o distribui às células para a respiração celular.