Esempi di respirazione anaerobica includono riduzione dei nitrati, denitrificazione, riduzione del solfato e riduzione del carbonato. Tutti questi metodi usano un accettore di elettroni diverso dall'ossigeno e hanno un sistema di trasporto degli elettroni legato alla membrana. Questi meccanismi anaerobici sintetizzano anche l'adenosina trifosfato, o ATP, attraverso ATP sintasi.
Nella riduzione dei nitrati, gli organismi utilizzano il nitrato invece dell'ossigeno come accettore di elettroni terminali. Poiché questo processo è inefficiente, gli organismi che usano la riduzione del nitrato lo fanno solo in circostanze in cui l'ossigeno è significativamente più disponibile del nitrato. La denitrificazione è un processo correlato che consente agli organismi di ridurre ulteriormente il nitrato, che può accettare fino a sei elettroni in più, al gas azoto. I sottoprodotti tossici della denitrificazione sono attentamente regolati dall'organismo in un processo complesso che coinvolge un gran numero di geni. A causa della complessità della denitrificazione, pochi organismi sono in grado di usarlo. La denitrificazione ha anche un effetto sul ciclo globale dell'azoto, poiché la maggior parte delle piante non è in grado di utilizzare il gas azoto e invece si basa sul nitrato proveniente dal suolo.
La riduzione del solfato è utilizzata da organismi che vivono in ambienti completamente privi di ossigeno. Otto elettroni vengono aggiunti al solfato, che di solito diventa idrogeno solforato. Con una resa energetica ancora inferiore rispetto al nitrato, la riduzione del solfato produce appena sufficiente energia per sintetizzare l'ATP. Gas idrogeno e piccoli acidi organici, come acetato e lattato, sono comuni riduttori di solfato. La riduzione del carbonato è relativamente inefficiente, ma il carbonato è di natura comune. Si ritiene che questo processo anaerobico sia uno dei più antichi, come è stato usato dai membri di Archaea.
