有氧呼吸是指細胞在氧的參與下，透過酶的催化作用，把糖類等有機物徹底氧化分解，產生出二氧化碳和水，同時釋放出大量能量的過程。

從能量方面講，進行氧化磷酸化（代謝物的氧化作用與ADP的磷酸化作用偶聯生成ATP）。細胞進行有氧呼吸的主要場所是線粒體。用葡萄糖的徹底分解作為例子，可分為3步：第一步，葡萄糖經酵解途徑生成丙酮酸，這一步在細胞質中進行；第二步，丙酮酸脫氫託羧生成乙醯CoA，這一步跨膜，有細胞質進入線粒體；第三步就是TCA迴圈，線上粒體中進行。這就說明，進行有氧呼吸所需的酶分佈在細胞質及線粒體中。無氧呼吸一般是指細胞在無氧條件下，透過酶的催化作用，把葡萄糖等有機物質分解成為不徹底的氧化產物，同時釋放出少量能量的過程。同樣以葡萄糖做例子，則只能透過酵解途徑生成丙酮酸，丙酮酸繼而透過酵解作用或發酵生成乳酸或酒精。也就是說，無氧呼吸所涉及的酶只存在於細胞質中。雖然有氧呼吸和無氧呼吸都會經歷酵解途徑，但這兩次酵解途徑所產生的能量不一樣(有氧6或8ATP，無氧2ATP)。這是因為氧化磷酸化會涉及3種穿梭機制：異檸檬酸穿梭、磷酸甘油穿梭和蘋果酸穿梭，三種穿梭分別產生3，2，3個ATP。發生穿梭需要線粒體內的酶配合所以無氧呼吸下的酵解途徑不能進行這些穿梭。從這裡我們可以看出，在有氧呼吸和無氧呼吸中，有些酶是共用的。所以事實上沒有單純的“有氧呼吸酶”和“無氧呼吸酶”的分類方法。