สิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์จำเป็นที่จะต้องได้รับพลังงานเพื่อใช้ในการดำรงชีวิต พืชสามารถสร้างอาหารเองได้ด้วยกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง แต่พืชก็ต้องได้รับสารอาหารหรือแร่ธาตุที่ไม่สามารถสร้างเองได้จากแหล่งอื่น

         สัตว์ไม่สามารถสร้างอาหารเองได้ สัตว์จึงต้องมีกระบวนการในการย่อยอาหารเพื่อให้ได้มาซึ่งพลังงาน

         กระบวนการหายใจระดับเซลล์ (cellular respiration) คือ การที่เซลล์ใช้ออกซิเจนในการเกิดแคแทบอลิซึม (catabolism) หรือในการสลายสารอาหาร แล้วปล่อยแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ออกมา

กระบวนการหายใจระดับเซลล์หรือแคแทบอลิซึมของสารอาหารที่ให้พลังงาน แบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอนใหญ่ๆ ได้ดังนี้     ขั้นที่ 1 การเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน (oxidation) ของสารชีวโมเลกุลหรือสารอาหารที่ให้พลังงาน เพื่อเปลี่ยนเป็น acetyl- CoA

                       การเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของกลูโคส (oxidation of glucose)

                       การเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของกรดไขมัน (oxidation of fatty acids)

                       การเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของกรดอะมิโน (oxidation of amino acids)

          ขั้นที่ 2 การเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของ acetyl-CoA ในวัฏจักรกรดซิตริก (citric acid cycle) ในขั้นนี้จะมี 4 ขั้นตอนย่อย และจะมีการให้อิเล็กตรอนออกมา

          ขั้นที่ 3 การถ่ายโอนอิเล็กตรอนไปสู่ลูกโซ่การหายใจในไมโทคอนเดรีย สาร NAD⁺ และ FAD เข้ามารับอิเล็กตรอน (NADH และ FADH₂) แล้วส่งไปยังไมโทคอนเดรียเพื่อใช้ในการสร้าง ATP ด้วยกระบวนการ oxidative phosphorylation