التنفس الخلوي يحدث في جميع خلايا الكائنات الحية حقيقية النواة وبشكل خاص في الميتوكندريا، والتي تعتبر الموقع الأساسي لمعظم التفاعلات الكيميائية المتصلة بإنتاج الطاقة. الميتوكندريا هي عضية خلوية ذات غشاءين، حيث يتم فيها تحويل الطاقة من جزيئات الغذاء إلى طاقة قابلة للاستخدام مثل ATP. تبدأ عملية التنفس الخلوي بتحلل الجلوكوز في السيتوبلازم، ثم تنتقل المنتجات إلى الميتوكندريا لمراحل أكسدة وتحلل تفصيلي لإنتاج الطاقة.