Aerobni metabolizam koristi kisik za uklanjanje energije iz glukoze i pohranjuje je u biološkoj molekuli zvanoj adenozin trifosfat (ATP). ATP je izvor energije ljudskog tijela, a razbijanje molekula ATP-a oslobađa energiju koja se koristi za razne biološke procese, uključujući kretanje molekula kroz membrane. Aerobni metabolizam se također naziva aerobnim disanjem, staničnim disanjem i aerobnim staničnim disanjem. Anaerobni metabolizam je još jedan oblik metabolizma, ali se događa bez kisika, ali ljudsko tijelo nije izgrađeno da održava anaerobno disanje dugo vremena, pa to uzrokuje veliki stres.
Prva faza aerobnog metabolizma naziva se glikoliza. Glikoliza se događa u citoplazmi stanice. Složeni šećeri se razgrađuju u glukozu uz pomoć raznih enzima, a ta se glukoza dalje razgrađuje u dvije molekule pirogrožđane kiseline, inače poznate kao piruvat. Energija oslobođena ovim raspadom pohranjena je u dvije molekule ATP-a. Glikoliza je jedinstvena po tome što je to jedina faza metabolizma koja se odvija u citoplazmi, a druga dva stupnja se javljaju unutar mitohondrija.
U drugoj fazi aerobnog metabolizma, koja se naziva ciklus limunske kiseline, dvije molekule piruvata koriste se za stvaranje energetski bogatih redukcijskih molekula koje se kasnije koriste u procesu disanja. Neke od tih molekula mogu se po potrebi pretvoriti izravno u ATP, iako se to ne događa uvijek. Voda i ugljični dioksid nastaju kao otpadni proizvodi ovog ciklusa, što je razlog zašto ljudska bića udišu kisik i izdišu ugljični dioksid. Ciklus limunske kiseline, poput glikolize, daje 2 ATP.
Završna faza aerobnog metabolizma naziva se lanac transporta elektrona i događa se na unutarnjoj membrani mitohondrija. U ovom koraku, molekule bogate energijom dobivene iz ciklusa limunske kiseline koriste se za održavanje gradijenta pozitivnog naboja, koji se naziva kemiosmotski gradijent, koji se koristi za stvaranje mnogih molekula ATP-a. Ovaj korak stvara najviše ATP-a iz procesa aerobnog metabolizma, stvarajući u prosjeku oko 32 molekule ATP-a. Nakon što je lanac prijenosa elektrona stvorio ATP, molekule bogate energijom mogu se ponovno upotrijebiti u ciklusu limunske kiseline.
Aerobni metabolizam stvara približno 36 molekula ATP-a. Anaerobno disanje stvara samo oko deset posto te količine. Upotreba kisika najvažnija je na kraju lanca prijenosa elektrona, jer pomaže kemiosmotski gradijent. Postojanje metabolizma ovisnog o kisiku razlog je zašto su mitohondriji općenito poznati kao tjelesna snaga.