Atmosfääri hapnikku vajavad kõik maismaa- ja veetaimed ning loomad hingamiseks: rakkude säilitamiseks ja kasvuks vajalike süsiniku ja energia orgaaniliste ühendite lagundamine. Taimed ja loomad tagastavad seejärel hapniku tagasi atmosfääri, mulda või vette, ehkki hapniku võtmiseks on mitu rada, peamiselt suheldes teiste mullas ja vees olevate molekulidega.
Õhk, muld ja vesi
Maa atmosfääris on hapniku kontsentratsioon 21 protsenti ning element kulgeb fotosünteesi ja hingamise kaudu kiiresti taimede, loomade ja atmosfääri vahel. Vees liigub hapnik palju aeglasemalt, seetõttu ületab hapnikutarbimine hingamise kaudu fotosünteesi kaudu sageli tootmist, mille tulemuseks on igapäevased nihked lahustunud hapniku kontsentratsioonides. Samamoodi on hapniku tungimine küllastunud pinnasesse palju aeglasem kui kuivas pinnases, mis põhjustab erinevates hapniku kontsentratsioonides mulla eri osades. See omakorda mõjutab hapniku edasist transporti.
Fotosüntees
Fotosünteesis muundatakse atmosfääri süsinikdioksiid taimede lehtede sees glükoosiks. Hapnik on fotosünteesi kõrvalprodukt ja taimed eraldavad selle atmosfääri tagasi. Seda saab vabastada ka juurestiku kaudu, pakkudes mulda hapnikku. Veealune veetaimestik ja fütoplankton vabastavad vette fotosünteesi käigus tekkinud hapniku. Nii maismaa kui ka vees
taimed teevad hapnikku saadaval teiste taimede ja loomade hingamiseks.Hingamine
Hingamine on rakuline protsess, mida viivad läbi nii taimed kui ka loomad. Hingamise ajal kasutatakse molekulaarset hapnikku orgaaniliste süsinikuühendite lagundamiseks. Loomadel pärineb see süsinik nende tarbitavast toidust, taimedes sisalduv süsinik aga tekib fotosünteesi käigus. Hapnikku vajavat hingamist nimetatakse aeroobseks hingamiseks ja see koosneb hapniku süsinikust elektronide vastuvõtmisest. Elektroonide vastuvõtmiseks süsinikust võib kasutada muid elemente kui hapnik, ehkki need on vähem efektiivsed.
Anaeroobne hingamine
Hapnik annab taimedele, loomadele ja mikroobidele hingamise ajal kõige rohkem energiat. Kui aga kogu vees või küllastunud pinnases sisalduv hapnik on ära kasutatud, võivad mõned mikroobid asendada muud hapnikuühendid, sealhulgas raud, mangaan, nitraat ja sulfaat, anaeroobsena tuntud protsessis hingamine. Anaeroobne hingamine on tavaline märgaladel, mis on sageli üle ujutatud ja madalama hapniku kontsentratsiooniga kui kuivemates muldades. Kui hapnik satub pinnasesse või vette tagasi, algab taas aeroobne hingamine.
