A légzés oxigénjéhez minden szárazföldi és vízi növény és állat szükség van a légzéshez: a sejtek fenntartásához és növekedéséhez szükséges szerves vegyületek szénre és energiára történő lebontásához. A növények és az állatok ezután visszavezetik az oxigént a légkörbe, a talajba vagy a vízbe, bár az oxigénnek több útja van, elsősorban azáltal, hogy kölcsönhatásba lépnek a talajban és a vízben lévő más molekulákkal.
Levegő, talaj és víz
A Föld légkörének oxigénkoncentrációja 21 százalék, és az elem fotoszintézis és légzés útján gyorsan körforgódik a növények, állatok és a légkör között. A vízben az oxigén sokkal lassabban mozog, ezért a légzéssel történő oxigénfogyasztás a fotoszintézis révén gyakran meghaladja a termelést, ami az oldott oxigénkoncentrációk napi elmozdulását eredményezi. Hasonlóképpen, az oxigén behatolása a telített talajba sokkal lassabb, mint a száraz talajban, ami eltérő oxigénkoncentrációhoz vezet a talaj különböző részein. Ez viszont befolyásolja a további oxigéntranszportot.
Fotoszintézis
A fotoszintézis során a légköri szén-dioxid a növények levelein belül glükózzá alakul. Az oxigén a fotoszintézis mellékterméke, amelyet a növények visszavezetnek a légkörbe. A gyökérzeten keresztül is felszabadulhat, oxigént juttatva a talajhoz. Az elmerült vízi növényzet és a fitoplankton a fotoszintézis során keletkező oxigént szabadítja fel a vízbe. Földi és vízi a növények oxigént termelnek más növények és állatok számára elérhető.
Légzés
A légzés egy sejtes folyamat, amelyet növények és állatok egyaránt végeznek. A légzés során molekuláris oxigént használnak a szerves szénvegyületek lebontására. Az állatoknál ez a szén az általuk fogyasztott ételből származik, míg a növényekben lévő szén a fotoszintézis során keletkezik. Az oxigént igénylő légzést aerob légzésnek nevezik, és abból áll, hogy oxigént fogad el az elektron a szénből. Az oxigénen kívül más elemeket lehet használni az elektronok szénből történő befogadására, bár kevésbé hatékonyak.
Anaerob légzés
Az oxigén biztosítja a legtöbb energiát a növényeknek, állatoknak és mikrobáknak a légzés során. Ha azonban a vízben vagy a telített talajban lévő összes oxigén elfogyott, egyes mikrobák helyettesíthetnek másokat oxigénvegyületek, beleértve a vasat, a mangánt, a nitrátot és a szulfátot, anaerobként ismert folyamatban légzés. Az anaerob légzés gyakori a vizes talajokban, amelyek gyakran elárasztottak és alacsonyabb az oxigénkoncentrációjuk, mint a szárazabb talajokban. Amikor az oxigén visszatér a talajba vagy a vízbe, az aerob légzés újrakezdődik.
