呼吸的本质是细胞燃烧燃料释放能量的过程。营养物质经过消化吸收进入体内，但是这些能源物质必须经过氧化过程才能释放出所包含的能量。而氧化过程需要氧，最后产生二氧化碳和水。单细胞生物可以直接从外环境中吸收氧，向周围环境释放二氧化碳。多细胞动物的大多数细胞不可能直接与外环境交换氧和二氧化碳,必须经过作为内环境的体液，再与外环境交换气体。在动物演化过程中发展了供给氧和排出二氧化碳的气体交换系统，这种系统有多种形式。经常不断地给机体供应氧与排出二氧化碳，是维持机体内环境恒定和维持生命所必不可少的重要条件。

在生命进化的历史进程中，经历了由无氧呼吸到有氧呼吸的演变。原始地球的大气不含氧气。所以，那时候的生物的呼吸方式都为无氧呼吸。当蓝藻等自养型生物出现以后，大气中有了氧气，才出现了有氧呼吸。可见，有氧呼吸是在无氧呼吸的基础上发展而成的。

无氧呼吸与有氧呼吸都是细胞呼吸的一种方式。无氧呼吸是指生物细胞对有机物进行的不完全的氧化。这个过程没有氧分子参与，也称为厌氧呼吸。其氧化后的不完全氧化产物主要是酒精或乳酸。有氧呼吸是指细胞在氧气的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放出大量的能量（ATP）的过程。有氧呼吸是高等动、植物进行呼吸作用的主要形式。无氧呼吸主要在细胞基质内，而有氧呼吸主要在线粒体内。两种呼吸类型的共同点在于：从物质和能量的变化看，两者都是分解有机物释放能量。从反应过程来看，这两种呼吸类型的第一步反应，都是在细胞质基质中把葡萄糖分解成丙酮酸。

从能量供应角度看，有氧呼吸每分解1mol葡萄糖，可以释放2870KJ的能量，其中1161KJ的能量转移到ATP中。而无氧呼吸分解1mol葡萄糖，只能释放196.65KJ的能量。对于需氧型生物来说，生命活动所需要的能量，大部分由有氧呼吸提供，无氧呼吸所提供的能量无法满足维持生物生命活动的需要。

从产物的角度看，有氧呼吸的终产物是二氧化碳和水，对生物体是无害的。而无氧呼吸的终产物是乳酸或酒精。乳酸的形成，会使动物出现一些不良反应，如肌肉酸痛。乳酸过多还可能引起稳态的改变、乳酸中毒等。酒精对植物细胞有很强的毒害作用。

呼吸概念应包括外界与细胞间和细胞内两部分：①大气环境和身体细胞内线粒体之间的气体交换。该过程包括通气(吸气与呼气)，氧从肺泡弥散至血液，二氧化碳从血液弥散至肺泡，氧运送至体细胞及二氧化碳从体细胞中逸出。②活细胞的放能代谢过程，细胞内线粒体氧化能源物质（营养物质），分子氧被吸收，有机物被氧化，自由能得以释放，通常产生高能键、二氧化碳和水等。

因此，呼吸与气体交换，能量代谢密不可分。气体交换的最终目的是实现能量转换。