呼吸作用是生物體細胞內的一系列氧化分解過程，通過這個過程，有機物被分解並釋放出能量，這些能量部分以ATP的形式儲存。根據是否有氧氣參與，呼吸作用分為有氧呼吸和無氧呼吸。
有氧呼吸：在氧氣的參與下，通過多種酶的催化，葡萄糖等有機物被徹底氧化分解，產生二氧化碳和水，同時釋放出大量能量，這些能量大部分用於生成ATP。
無氧呼吸：在無氧條件下，通過酶的催化，葡萄糖等有機物被分解為不完全的氧化產物（如酒精、二氧化碳或乳酸），同時釋放出少量能量。
此外，影響呼吸速率的外界因素包括溫度、氧氣濃度、水分和二氧化碳濃度。例如，溫度適宜時細胞呼吸最強；氧氣充足時無氧呼吸受抑制；細胞水分充足時呼吸作用增強；而提高二氧化碳濃度可以抑制細胞呼吸。
呼吸作用不僅發生在所有生物體細胞內的線粒體中，而且與光合作用密切相關。光合作用是植物和某些藻類、細菌等通過光能將二氧化碳和水轉化為有機物質和氧氣的過程，而呼吸作用則是生物體利用這些有機物質釋放能量的過程。