Відбувається на внутрішній мембрані мітохондрій.
Перший етап – підготовчий – відбувається у травному тракті (у тварин), вторинних лізосомах та гіалоплазмі клітин. Кисень у реакціях цього етапу не використовується. Під дією травних ферментів відбувається розщеплення великих органічних молекул до простіших сполук.
Функція мітохондрій: здійснення кисневого етапу клітинного дихання; забезпечення клітини енергією як АТФ.
Клітинне дихання – Це окислення органічних речовин у клітині, в результаті якого синтезуються молекули АТФ. Вихідною сировиною (субстратом) зазвичай служать вуглеводи, рідше жири та ще рідше білки. Найбільше молекул АТФ дає окислення киснем, менше – окислення іншими речовинами і перенесенням електронів.