术语“呼吸”指两个独立的过程，这两个过程都发生在生物中，并且与能量的产生有关。一种是生理呼吸，生物体吸收氧气和排出二氧化碳的过程。第二种是细胞呼吸，一系列生化反应使细胞产生能量。

生理呼吸

在人类和其他哺乳动物中，这一过程分为四个阶段，它们描绘了氧气从吸入肺部到被内脏和其他组织吸收的过程。它还包括二氧化碳的呼出。

通风

第一阶段是通气，在通气过程中，空气进出肺泡。这些是纤维状胶原结构，在吸入过程中膨胀，以吸收最大量的氧气；呼气时，它们收缩并释放二氧化碳。肺泡只存在于哺乳动物的肺中；然而，类似的结构存在于其他脊椎动物，如爬行动物和鸟类。

肺气体交换

在这个阶段，氧气从肺泡通过肺毛细血管进入循环系统。肺泡和肺毛细血管被一层只有两层细胞厚的屏障隔开；一旦越过这道屏障，氧分子就会与红细胞中的血红蛋白（一种特殊蛋白质）结合。

气体运输

气体从肺毛细血管开始运输。在这一步中，与血红蛋白结合的氧气通过循环系统的血管，最终进入全身的毛细血管。毛细血管供给器官、腺体和其他组织，这些组织需要持续的氧气供应才能发挥作用。

外围气体交换

最后一个阶段是外围气体交换，氧气从毛细血管进入细胞。这与肺泡和肺毛细血管之间气体扩散的方式相似。废气，如细胞排出的二氧化碳，进入毛细血管，通过循环系统进入肺部，在呼气过程中释放出来。

其他生理系统

呼吸并非只有有肺的生物体才有。例如，在大多数鱼类中，它发生在鳃中，鳃允许动物从水中提取氧气。在两栖动物中，大多数气体交换发生在皮肤上；肺作为第二氧气源，提供了控制身体氧气水平的手段。植物通过光合作用产生氧气，并通过叶片扩散吸收更多氧气。不管物理过程如何，所有这些生物体都像哺乳动物一样吸收氧气并排出二氧化碳。。

细胞呼吸

通过生理呼吸带到组织中的氧气在所有细胞中用于细胞呼吸的生化过程。这个过程，也被称为氧化代谢，是一组化学反应，其中许多涉及氧气，使身体将某些分子转化为可用的能量。在动物和植物细胞中，这些反应将营养物质转化为一种称为三磷酸腺苷（ATP）的富含能量的分子。

细胞呼吸需要氧气，因为许多氧化还原反应，也称为氧化还原反应，发生在整个呼吸过程中。这种气体是一种强大的氧化剂，这意味着，在化学反应中，它可以很容易地释放出可用的电子。这使得它在反应中非常有用。

发生的反应也被称为分解代谢，因为它们将大的营养分子分解成小的营养分子。这些分子是糖，来自碳水化合物；膳食脂肪中的脂肪酸；以及从蛋白质中提取的氨基酸。当营养物质被分解时，电子被释放，电子被用于产生ATP的反应中。这种富含能量的分子随后被用于细胞中，为细胞内发生的几乎所有反应提供动力。

无氧细胞呼吸

在动物和植物以及许多细菌物种中，发生的细胞呼吸类型是有氧呼吸，这仅仅意味着它使用氧气。在某些种类的细菌中，呼吸是厌氧的，这意味着它不需要氧气。相反，这些生物体使用硝酸盐或硫等分子作为替代物。有些甚至进化到只能在无氧环境中生存的地步。