La respirazione cellulare è un processo di combustione nel quale i nutrienti, ridotti dalla digestione a componenti elementari come zuccheri semplici, amminoacidi e acidi grassi, vengono demoliti in molecole ancora più semplici ottenendo energia disponibile alla cellula sotto forma di ATP. È rappresentata dalla seguente reazione generale: C6H12O6 +6 O2 → 6 H2O + 6 CO2 + 32 ATP (valore effettivo).
Si tratta di un processo esotermico di ossidoriduzione formato da una catena di reazioni in cui i prodotti di un passaggio sono utilizzati come reagenti per il passo successivo e in cui l'ossigeno è utilizzato come accettore di elettroni. Negli organismi superiori l'ossigeno è ottenuto dal processo della respirazione polmonare, che ha anche la funzione di eliminare l'anidride carbonica prodotta come scarto assieme all'acqua.
Comunemente per respirazione cellulare si intende la respirazione cellulare aerobica,[1][2] che avviene in presenza di ossigeno. Esiste poi una respirazione cellulare anaerobica, la cui forma più importante, comune a procarioti ed eucarioti, è la via metabolica antichissima della glicolisi.[3]