Respirația anaerobă este o formă de respirație care nu utilizează oxigenul. Pentru transportul de electroni sunt utilizate alte elemente decât oxigenul. Înlocuitorii comuni ai oxigenului sunt nitrații, fierul, manganul, sulfații, sulful, acidul fumaric și dioxidul de carbon. Escherichia coli utilizează nitrați și acid fumaric pentru respirație.

Pentru ca lanțul de transport al electronilor să funcționeze, trebuie să existe un acceptor final de electroni la capătul lanțului. Acest lucru permite electronilor să treacă prin lanț. În organismele aerobe, acest acceptor final de electroni este oxigenul. Oxigenul molecular este un agent puternic oxidant și, prin urmare, este un acceptor excelent. În cazul anaerobilor, se folosesc alte substanțe mai puțin oxidante, cum ar fi sulfatul (SO )42−, nitratul (NO 3), sulful (S). Acești acceptori terminali de electroni au potențiale de reducere mai mici decât O 2, astfel încât se eliberează mai puțină energie per moleculă oxidată. Prin urmare, respirația anaerobă este mai puțin eficientă decât respirația aerobă, cu excepția, bineînțeles, a cazurilor în care oxigenul este rar.

În cazul în care oxigenul nu este utilizat deloc, procesul se numește fermentare. Exemple de organisme care folosesc fermentația sunt bacteriile lactice și drojdia. Drojdia este o ciupercă, nu o bacterie.

Ecuația pentru respirația anaerobă este: