Alcuni batteri respirano ossigeno, ma molti usano altre forme di respirazione. In senso stretto, i batteri non "respirano" come fanno gli umani e gli altri animali, ma devono comunque impegnarsi nell'atto della respirazione cellulare . La respirazione cellulare è il metodo con cui le cellule convertono le sostanze chimiche in energia che la cellula ha bisogno di rimanere in vita. I batteri sono una collezione incredibilmente diversificata di organismi che respira in una varietà di modi.
Per eseguire la respirazione cellulare, la cellula ha bisogno di una fonte di energia, come il glucosio, e un accettore di elettroni. Questo processo consente alla cellula di produrre trifosfato di adenosina, la valuta energetica per le cellule. ATP abbreviato, trifosfato di adenosina può alimentare qualsiasi funzione necessaria nella cellula. Molte cellule usano l'ossigeno come un accettore di elettroni, ma alcuni batteri usano altri accettori di elettroni nella reazione.
Alcuni batteri usano solfato, nitrato, zolfo o fumarato come accettori di elettroni nel processo di respirazione cellulare. Tali batteri sono chiamati anaerobici, poiché abitano aree senza ossigeno. Tuttavia, l'ossigeno è un accettatore di elettroni molto più efficiente di questi altri prodotti chimici, quindi la respirazione anaerobica è molto più efficiente.
All'inizio della storia delle cellule eucariotiche, i batteri aerobi antichi venivano inghiottiti dalle cellule più grandi, che li usavano per produrre ATP all'interno delle cellule. Questi antichi batteri si sono evoluti negli organelli chiamati mitocondri, che producono l'energia per le moderne cellule eucariotiche.