Hücrelerinde mitokondri organeli bulunduran bütün canlılar ve oksijenli solunum enzimlerini hücre zarının özel kıvrımlı bölgelerinde bulunduran bazı bakteriler oksijenli solunum yaparlar. Kısaca tanımlarsak; organik maddelerin oksijen varlığında CO2 ve H2O ya kadar parçalanmasına oksijenli (aerobik) solunum denir.
Besin yapıtaşları hücre sitoplazmasında belirli bir aşamaya kadar (Pirüvat) parçalanır. Bu sırada az miktarda ATP üretimi olur. Pirüvat mitokondride parçalanmaya devam eder. Bu arada kullanılan enzimler yardımıyla ATP üretimi gerçekleşir.
Oksijen atmosferde gaz halinde bulunurken suda çözünmüş olarak bulunur. Solunum yapan canlılar ihtiyaç duydukları oksijeni alabilmek için yaşama ortamına uygun uyumlar geliştirmiştir. Örneğin kara omurgalıları akciğer, su omurgalıları solungaç gibi solunum organlarına sahiptir.
Solunum tepkimeleri radyoaktif izotoplar kullanılarak izlenmiştir. Bu izlemeler sonucunda, glikozun (C6H12O6) yapısındaki karbon ve oksijenlerin karbondioksitin (CO2) yapısına, hidrojenlerin ise atmosferdeki oksijen ile birlikte suyun yapısına katıldığına ulaşılmıştır.
Glikozun oksijenli solunumda tüketilmesi sonucu açığa çıkan enerjinin bir kısmı ATP de depolanırken bir kısmı da çevreye ısı olarak yayılır.
Bu solunum türünde organik maddeler inorganik maddelere kadar parçalandığı için enerji verimi yüksektir. Enerji kapasitesi yüksek olan besinler düşük enerjili ara ürünlere parçalanırken açığa çıkan serbest enerji doğrudan kullanılamaz. Bu enerji ADP ye bir fosfat bağlanıp ATP üretilmesinde kullanılır. ATP hücre içinde taşınarak hücresel olaylarda kullanılır.
Oksijenli solunumun
I. Glikoliz
II. Krebs çemberi
III. ETS (Elektron Taşıma Sistemi) olmak üzere üç evresi vardır.
