需氧呼吸的生物，必须从大气中吸取氧气来氧化体内的有机物质并释放能量。动物和植物都在日夜不断地进行着呼吸，但植物在白天所进行的同化作用比异化作用强得多，所以白天放出来的氧比它吸收的氧多。
需氧呼吸通常以葡萄糖作为氧化材料，其总反应式为
用于呼吸的物质是存在于细胞原生质中的有机成分，这种成分叫作呼吸基质。高等植物的呼吸基质是碳水化合物，其中以葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉最为重要。除此之外，核桃、向日葵等种子富含脂肪，在发芽的初期脂肪大部分转化为蔗糖，然后供生长的胚呼吸。此外，还有利用蛋白质和苹果酸进行呼吸的。在呼吸过程中，基质的氧化要通过一系列复杂的步骤才可以完成，包括磷酸化、水合、氧化、脱羧、异构作用、基团转移和裂解等过程。主要的呼吸途径是糖酵解——三羧酸循环途径。另外，还有磷酸戊糖途径、乙醛酸途径和光呼吸等。
植物和动物不一样，动物在缺氧情况下几分钟便会死亡，而植物在缺氧情况下能以无氧呼吸来维持短期的生命活动。除真菌和细菌能进行无氧呼吸外，高等植物在缺氧时也能进行无氧呼吸。无氧呼吸也就是发酵，但不是所有的发酵都是无氧呼吸，如柠檬酸的发酵就需要氧。在缺氧的情况下，细胞中的一个葡萄糖分子经无氧呼吸可产生两个乙醇分子和两个二氧化碳分子，并产生两个分子ATP，总能量约为14～22千卡*1卡=4.184焦耳。。所以无氧呼吸产生的ATP是一种低效供能途径。在自然条件下，植物的无氧呼吸仅在某些情况下发生，例如，植物被水淹没根系缺氧时，才进行无氧呼吸。但是高等植物不能长期处于无氧条件，有些植物在缺氧1～2天后便死亡，这是由于高等植物缺乏ATP或乙醇积累过多导致植物中毒。长期生长在水中的柳树和水稻，并不是依靠无氧呼吸来维持生命的，前者是利用水中的氧进行适当的有氧呼吸，后者体内沿纵轴方向，存在着可连续输导氧气的空间。
酒精和二氧化碳。水稻为一年生，禾本科植物，单子叶，性喜温湿，当植物的细胞进行无氧呼吸时，种植水稻要定期排水，否则会因为无氧呼吸而产出大量的酒精和二氧化碳。无氧呼吸，是指有机碳化合物经彻底或者不彻底氧化，所脱下来的电子经部分电子传递链，最后传给外源的无机氧化物（个别是有机氧化物）并释放较少能量。
