La respiration cellulaire se déroule en 3 étapes : glycolyse, cycle de Krebs et chaîne respiratoire. Les deux premières étapes conduisent à l'oxydation totale du glucose en CO2. Elles font intervenir une petite molécule, le NAD, comme oxydant (qui est réduit en NADH). La chaîne respiratoire permet quant à elle, en réoxydant le NADH, de fournir l'énergie nécessaire au fonctionnement de l'enzyme régénérant l'ATP, l'ATP synthase. L'oxydant utilisé pour cela est alors le dioxygène.