Este proceso lo realizan las células eucarióticas en dos etapas:
La primera es llamada Glucólisis ("romper un azúcar") y NO requiere oxígeno y se lleva a cabo en el citosol exactamente de la misma manera bajo condiciones aeróbicas (con oxígeno) y anaeróbicas (sin oxígeno).
Cada molécula de Glucosa se desdobla en dos moléculas de ácido pirúvico. Durante estas reacciones se forman dos moléculas de ATP y dos moléculas del transportador de electrones NADH.
La segunda etapa es llamada Respiración Celular y se realiza en la mitocondria en presencia de oxígeno.
Matriz mitocondrial: En ella ocurre la formación de CoA y se realiza el Ciclo del Ácido Cítrico o ciclo de Krebs y se producen tres moléculas de CO2 y NADH, una de FADH2 y una de ATP por cada acetil CoA.
Membrana interna de la mitocondria: El NADH y el FADH2 donarán sus electrones al sistema de transporte de electrones de la membrana interna, donde la energía de los electrones se utilizará para sintetizar de 32 a 34 moléculas de ATP.
Al final del sistema de transporte de electrones, se combinan dos electrones con un átomo de oxígeno y dos iones hidrógeno para formar agua.