Cuando el alimento ha sido convenientemente preparado por medio del proceso digestivo, debe ser quemado en las células, para proporcionar la energía que el animal necesita. La combustión se produce cuando el oxígeno proveniente del aire o del agua que rodea al animal se combina químicamente con el alimento, liberando energía y dejando como residuo gaseoso el bióxido de carbono. Éste es entonces expulsado en aquel medio acuoso o aéreo. El proceso de aspirar oxígeno y exhalar bióxido de carbono recibe el nombre de respiración.
Los seres vivos respiran de muy variadas maneras. En la ameba acuática y unicelular, el oxígeno del agua penetra en su cuerpo a través de la membrana celular, y el bióxido de carbono se expulsa del mismo modo. La lombriz respira a través de la húmeda capa exterior de su tegumento. En los insectos, el oxígeno se aspira y el bióxido de carbono se expele por ciertos tubos muy finos, que van desde la superficie del cuerpo hasta los tejidos. Los animales superiores poseen órganos especiales para la respiración: las branquias en los acuáticos y los pulmones en los terrestres. De las branquias o los pulmones, el oxígeno es trasferido a la sangre e incorporado por el torrente sanguíneo a las células. El bióxido de carbono es llevado por la sangre desde las células hasta las branquias o pulmones, y expulsado del cuerpo.
Cierta cantidad de energía que proviene de la combustión del alimento en las células se libera en forma de calor. El animal usa el resto para cumplir sus diversas actividades. Se necesita energía, por ejemplo, para que la célula trasforme sustancias simples en complejas proteínas y otros compuestos y para producir el crecimiento de células y tejidos. Los distintos movimientos del animal también requieren energía.
