De chemische reactie genaamd ademhaling is van vitaal belang voor de groei, het herstel en de overleving van alle levende wezens. Ademhaling vindt plaats in de cellen van planten, dieren en mensen, voornamelijk in mitochondriën, die zich in het cytoplasma van een cel bevinden. De energie die vrijkomt tijdens de ademhaling wordt gebruikt door planten om aminozuren te maken, en door dieren en mensen om hun spieren samen te trekken om ze te laten bewegen. Verwar ademhaling niet met ademhaling. Ademhaling geeft energie vrij, terwijl ademhaling de luchtstroom in en uit onze longen is.
Cellulaire energiefabrieken

Het meeste werk achter de ademhaling gebeurt in de mitochondriën van cellen. Het energierijke molecuul adenosine trifosfaat (ATP) wordt in de mitochondriën gemaakt met behulp van energie uit de zon (voor planten) of voedsel (voor dieren en mensen). Alle levende cellen hebben mitochondriën, sommige meer dan andere. Vetcellen hebben veel mitochondriën omdat ze grote hoeveelheden energie opslaan. Spiercellen hebben ook veel mitochondriën omdat ze snel moeten reageren om energie vrij te geven wanneer het lichaam het nodig heeft.
Fotosynthese en ademhaling

Ademhaling in planten gebeurt naast een andere chemische reactie, fotosynthese. Planten zijn autotrofen, wat betekent dat ze hun eigen voedsel maken met kooldioxide, water en energie van de zon. Tijdens de fotosynthese neemt een plant koolstofdioxide uit de lucht en water uit zijn omgeving op via kleine gaatjes in zijn bladeren, bloemen, stengels, wortels en takken. Energie van de zon veroorzaakt een chemische reactie in de mitochondriën die de koolstofdioxide en watermoleculen afbreekt en weer samenvoegt om suiker (glucose) en zuurstofgas te maken. Ademhaling heeft glucose als uitgangspunt nodig. Het maakt gebruik van de glucose die is aangemaakt door fotosynthese en neemt zuurstof uit de lucht om energie vrij te maken.
Aerobe versus Anaërobe ademhaling

Aerobe ademhaling vindt altijd plaats in alle levende wezens. Dit type ademhaling gebruikt zuurstof en glucose om koolstofdioxide en water als afvalproducten te produceren en grote hoeveelheden energie vrij te maken. Planten slaan glucose op als zetmeel, maar mensen en dieren slaan het op als glycogeen, dat weer wordt omgezet in glucose voor gebruik tijdens inspanning wanneer de spiercellen meer ademen dan in rust.

Tijdens intensieve training, mensen en dieren vertrouwen op anaërobe ademhaling om kleine hoeveelheden energie te krijgen om spierbeweging te voeden. Net als aerobe ademhaling vindt anaërobe ademhaling in cellen plaats, maar glucose breekt niet volledig af. Het afvalproduct is melkzuur, geen koolstofdioxide en water. Bloed dat door de spieren stroomt, verwijdert het melkzuur. Sommige plantencellen en micro-organismen gebruiken ook anaërobe ademhaling. Bij het brouwen en het maken van brood wordt bijvoorbeeld anaërobe ademhaling in gist gebruikt. De cellen nemen glucose op en produceren ethanol (alcohol) en koolstofdioxide. De meeste aerobe ademhaling vindt plaats in de mitochondriën, maar anaërobe ademhaling vindt plaats in het vloeibare gedeelte van het cytoplasma.