呼吸代谢一般系指由多数酶、辅酶以及其他一些有机、无机因素参与的一系列的
酶反应过程。
由于呼吸代谢，使多种多样的化合物被氧化。呼吸基质可因生物的种类和器宫、组织的种类或其所处的环境而有不同。但通常多利用
碳水化合物、脂类和蛋白质。
同一基质在整个生物界，其呼吸的代谢途径大致是相同的，碳水化合物经过糖酵解途径（Embden-Meyerhof途径，简称EM途径），每一分子己糖可生成二分子3-
磷酸甘油醛。然后再各自经过丙酮酸、
乙酰辅酶A进入三羧酸循环，其中经脱氢和脱
二氧化碳而被分解。
蛋白质通过水解生成的氨基酸，经过氨基转移、氧化脱氨而生成酮酸，最后生成丙酮酸、乙酰辅酶 A（乙酰Co）、
α-酮戊二酸、琥珀酸、
延胡索酸和
草酰乙酸等而进入三羧酸循环（TCA），再进行脱氢脱羧。
在上述各个过程中，脱氢反应是由脱氢酶进行的，而氢原子被传递给 NAD和黄素系的辅酶，并且把它们还原。以后这些
还原型辅酶将氢原子或氢离子脱掉电子而再被氧化。另外电子则通过电子传递系统被传递给为
细胞色素氧化酶活化的氧和氢离子而生成水。在此电子传递过程中，每氧化1克分子还原型NAD，则产生 3克分子ATP，每氧化 1克分子还原型黄素，则产生 2克分子 ATP（
氧化磷酸化反应）。1克分子葡萄糖在完全氧化的情况下，经过 EM途径产生 2克分子ATP，在三羧酸循环中产生2克分子ATP，经氧化磷酸化产生34克分子ATP，共生成38克分子ATP分子。因为1克分子葡萄糖完全氧化时，约生成自由能690千卡，如果从ADP生成ATP所必需的自由能约按12千卡计算时，通过呼吸就约有 460千卡即约为 66%的效率被固定下来。在
酒精发酵中，每克分子葡萄糖只生成2克分子ATP，因此呼吸中获得的能量均为其20倍。在真核生物中，呼吸系中的三羧酸循环、β-氧化以及电子传递系中的各种酶，存在于线粒体中。以上所述是典型的呼吸途径。
在动物的红血球和肝脏组织以及许多植物的组织中，
碳水化合物的相当部分并不通过EM途径——三羧酸循环，而是经过磷酸五碳糖支路进行氧化，在这支路中，是直接脱氢和脱羧（NADP是受氢体）而使糖分解的。在许多植物和微生物中，乙酰辅酶 A的一部分是通过乙醛酸支路（循环）[glyoxylate by-pass]进行代谢的，另外在这些生物中，碳水化合物的分解常常是不完全的，有有机酸的积累。此外，在微生物，特别是在一部分细菌的呼吸系统中有缺乏EM途径和三羧酸循环的，其细胞色素系的组成和线粒体型不同的也不少。也有进行硝酸呼吸、硫酸呼吸的。一般生物作为其氧的吸收途径。除电子传递系—一细胞色素氧化酶外，还有铜蛋白酶、
酚氧化酶、黄素系的氨基酸氧化酶、乙醇酸氧化酶，以及各种加氧酶等。尤其在动物和一部分微生物的微粒体中，有由 NAD （NADP）、黄素酶、
细胞色素、加氧酶组成的电子传递体进行着数种有机化合物的羟化反应等。