I microrganismi unicellulari, chiamati anaerobi obbligatori, usano rigorosamente la respirazione anaerobica per produrre energia. Esempi comuni di anaerobi obbligati sono alcune specie di batteri, come Clostridium tetani, Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, Clostridium sporogenes e Clostridium difficile.
La respirazione anaerobica è il processo di produzione della molecola ad alta energia adenosina trifosfato, o ATP, in assenza di ossigeno. In termini di tolleranza all'ossigeno, i microbi sono classificati in cinque: obbligatori anaerobi, obbligano gli aerobi, i microaerofili, gli aerotolleranti e facoltativi.
Gli anaerobi obbligati non sono in grado di sopravvivere in presenza di ossigeno a causa della mancanza di catalasi e superossido dismutasi, che sono enzimi che catalizzano la degradazione delle sostanze nocive. Questi organismi utilizzano le vie respiratorie anaerobiche per creare ATP per varie funzioni cellulari. Rispetto alla respirazione aerobica, che è principalmente guidata dall'ossigeno, i percorsi anaerobici sono considerevolmente meno produttivi.