Celično dihanje je proces, s katerim celice pretvarjajo različne oblike kemične energije v adenozin trifosfat ali ATP, molekulo, ki se uporablja za “transport” uporabne celične energije. Celično dihanje lahko poteka po različnih mehanizmih, ki temeljijo na razmerah celičnega okolja med procesom dihanja. Kisik je na primer glavni dejavnik – dihanje poteka z različnimi mehanizmi v aerobnih pogojih ali pogojih, v katerih je kisik prisoten, kot v anaerobnih pogojih ali pogojih, v katerih kisik ni prisoten. Nekateri organizmi lahko preklapljajo med aerobnim in anaerobnim načinom dihanja glede na okoljske razmere, čeprav v takih primerih anaerobno dihanje na splošno ni vzdržno dlje časa.
Aerobno dihanje je celično dihanje, ki zahteva kisik. Ljudje in številni drugi organizmi uporabljajo to obliko dihanja, ker kemične lastnosti kisika omogočajo zelo učinkovit prenos energije. Kisik za aerobno celično dihanje se zagotavlja z dihanjem; kadar je vnos kisika nezadosten za zagotavljanje zadostne količine kisika, je treba za dopolnitev aerobnih mehanizmov uporabiti kratkoročne anaerobne mehanizme.
Surovine, ki se uporabljajo v procesih dihanja s prenosom energije, se zagotovijo z uživanjem hrane, ki se razgradi v kemično obliko, ki jo lahko uporabimo med reakcijami, ki se pojavijo med dihanjem. Treba je opozoriti, da samo celično dihanje zahteva energijo, saj se nekaj ATP uporablja, da se lahko proizvede več.
V nekaterih primerih aerobno celično dihanje ne zadostuje za zagotovitev celotne energije, potrebne za celične potrebe telesa. To je običajno, ko se nekdo ukvarja z atletskimi vajami, ki močno obremenjujejo njegove mišice. Aerobni mehanizmi niso sposobni slediti energijskim potrebam mišic, zato se za dopolnitev proizvodnje energije aktivira proces, imenovan fermentacija. Ta proces je veliko manj učinkovit kot njegov aerobni dvojnik, saj proizvede le dve molekuli ATP na uporabljeno molekulo glukoze, v primerjavi s 38, proizvedenimi z aerobnimi mehanizmi. Proizvaja tudi veliko energijsko bogatih odpadkov, ki jih s fermentacijo ni mogoče razgraditi v uporabno obliko.
Nekateri organizmi živijo v anaerobnih pogojih in imajo zato procese celičnega dihanja, ki ne vključujejo kisika. Nekateri od teh organizmov bodo dejansko umrli v prisotnosti kisika; takšni organizmi se imenujejo obvezni anaerobi. Večina organizmov, ki primarno uporabljajo takšne mehanizme celičnega dihanja, je majhnih in nekompleksnih ter ponavadi nimajo potreb po energiji, kot so mišično gibanje in zapleteni prebavni procesi.