Die Zellatmung ist ein komplexer biologischer Prozess, bei dem Glukose zu Kohlendioxid und Wasser abgebaut wird, um Energie in Form von ATP zu gewinnen.

Die Zellatmung läuft in drei Hauptschritten ab: Zunächst findet im Cytoplasma die Glykolyse statt, bei der aus einem Glukosemolekül zwei Pyruvat-Moleküle entstehen. Dieser Prozess liefert bereits 2 ATP. Im zweiten Schritt werden die Pyruvat-Moleküle in die Mitochondrien transportiert, wo der Citratzyklus stattfindet. Hier wird Acetyl-CoA in mehreren Schritten zu CO2 abgebaut, wobei Reduktionsäquivalente entstehen. In der abschließenden Atmungskette werden diese genutzt, um durch oxidative Phosphorylierung ATP zu bilden.

Die Gesamtbilanz der Zellatmung zeigt, dass aus einem Glukosemolekül theoretisch 38 ATP entstehen können, praktisch werden aber meist nur 32 ATP gebildet. Die Zellatmung Formel lautet: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + Energie (ATP). Der Citratzyklus spielt dabei eine zentrale Rolle als Drehscheibe des Stoffwechsels. Seine Funktion besteht nicht nur in der Energiegewinnung, sondern auch in der Bereitstellung von Bausteinen für andere Stoffwechselwege. Die aerobe Glykolyse unterscheidet sich von der anaeroben dadurch, dass Sauerstoff als finaler Elektronenakzeptor zur Verfügung steht und damit deutlich mehr Energie gewonnen werden kann. Der gesamte Glukosestoffwechsel ist ein hocheffizientes System zur Energiegewinnung, das in praktisch allen Körperzellen abläuft.