Celično dihanje je proces, pri katerem se molekule hrane uporabljajo za proizvodnjo celične energije. Lahko je aerobna, kjer je prisoten kisik, ali anaerobna, kjer kisika ni, za pospeševanje procesa pa je potreben sladkor, kot je glukoza. Aerobno celično dihanje se običajno pojavi v evkariontskih celicah, celicah, ki jih najdemo v rastlinah in živalih. Vključeni metabolni procesi potekajo v drobnih strukturah znotraj celice, znanih kot mitohondriji. Začenši z glukozo in nadaljuje skozi vrsto kemičnih reakcij, celično dihanje omogoča proizvodnjo oblike biokemične energije, imenovane adenozin trifosfat (ATP).
Mitohondrije, drobni celični organi ali organele, v katerih poteka aerobno celično dihanje, se nahajajo v skoraj vseh evkariontskih celicah. Celice, ki imajo višje energetske potrebe, kot so možganske celice, vsebujejo večje število mitohondrijev. Preden lahko pride do celičnega dihanja, se začetni korak, znan kot glikoliza, izvede zunaj mitohondrija, v celični citoplazmi. Citoplazma je gelu podobna snov, ki napolni celico in v kateri se nahajajo organeli, kot so mitohondriji.
Glikoliza je presnovna reakcija, pri kateri se glukoza razgradi, pri čemer nastaneta dve molekuli pirovične kisline in dve molekuli reduciranega nikotinamid adenin dinukleotida (NADH). Ta proces je začetni korak, ki se pojavi v celicah pred anaerobnim ali aerobnim celičnim dihanjem. Glikoliza ne potrebuje kisika in čeprav postopek uporablja dve molekuli ATP, ustvari štiri, kar ima za posledico neto dobiček dveh molekul ATP. Pirogrožčna kislina in NADH nato vstopita v mitohondrijo, kjer se pirovinska kislina pretvori v snov, imenovano acetil CoA. Energija je potrebna za transport NADH v mitohondrije, kar povzroči izgubo dveh ATP.
Nato se pojavita dva koraka aerobnega celičnega dihanja, ki sta znana kot Krebsov cikel ali cikel citronske kisline in veriga za transport elektronov. Acetil CoA vstopi v Krebsov cikel, ki proizvaja reduciran flavin adenin dinukleotid (FADH2) in NADH skupaj z ATP. FADH2 in NADH nato prenašata elektrone v verigo za transport elektronov, kjer se oksidirajo in nastane več ATP. Na splošno, če upoštevamo začetno izgubo dveh ATP, reakcije, ki se pojavijo v mitohondrijih, proizvedejo 36 molekul ATP.
Voda in ogljikov dioksid sta odpadna produkta aerobnega celičnega dihanja. Ogljikov dioksid se združi z vodo, da ustvari ogljikovo kislino, zaradi česar je kri bolj kisla. To igra pomembno vlogo pri vzdrževanju pH krvi. Dihanje nenehno odstranjuje ogljikov dioksid iz telesa in preprečuje, da bi kri postala preveč kisla.