体細胞は酸素を使って、食物に蓄えられたエネルギーを使用可能な形に移します。 細胞呼吸と呼ばれるこのプロセスにより、細胞はエネルギーを利用して次のような重要な機能を実行できます。 力を与える筋肉（心臓などの不随意筋を含む）および物質の出入りの動きとして 細胞。 体内に酸素がないと、細胞は限られた期間機能することができます。 長期的な酸素の枯渇は、細胞死、そして最終的には生物の死につながります。
呼吸における解糖
細胞は酸素を使って細胞呼吸を助けます。 好気性細胞呼吸と呼ばれるこのタイプの呼吸は、主に中間体を介してグルコースと酸素を反応させることにより、蓄積されたエネルギーを使用可能な形に変換します。 好気性細胞呼吸の最初の段階である解糖は、酸素なしで実行できます。 ただし、酸素が存在しない場合、細胞呼吸はこの段階を超えて継続することはできません。
解糖系では、ブドウ糖はピルビン酸と呼ばれる炭素ベースの分子に変換されます。 この過程で、細胞にエネルギーを供給するヌクレオチドであるアデノシン三リン酸（ATP）の2つの分子が生成されます。
ピルビン酸はさらに緩い炭素と水素に分解され、酸素と結合して二酸化炭素とNADH（電子伝達分子）を生成します。 酸素が存在しない場合、分解されたピルビン酸は発酵と呼ばれるプロセスを経て乳酸を生成します。
電子伝達系
酸素は、好気性細胞呼吸サイクルの3番目のステップにとって重要です。 このステップでは、電子伝達分子が電子を細胞に運び、そこで収集されてATP生成に使用されます。 電子が使用された後、それらは酸素と水素と結合して水を形成し、体から排除されます。
このステップで酸素が存在しなかった場合、電子がシステム内に蓄積されます。 すぐに電子伝達系が詰まり、ATPの生成が停止します。 これは細胞死と生物の死につながるでしょう。
血中のヘモグロビン
ヘモグロビン、または赤血球は、主に酸素の輸送体です。 これらの細胞は、空気が肺から吸い込まれるときに酸素を受け取ります。 酸素はこれらの細胞に結合し、心臓に運ばれます。 心臓は、細胞呼吸の過程で、酸素化された血液を体全体の細胞に循環させます。
一時的な剥奪
運動するとき、体はそれが細胞に運ばれることができるより速く酸素を使い果たすかもしれません。 これは一時的な酸素欠乏を引き起こします。 これが発生すると、筋細胞は限られた時間だけ嫌気性（空気のない）呼吸を行うことができます。 嫌気呼吸は乳酸を生成し、それが筋肉に蓄積し、けいれんや倦怠感を引き起こします。
剥奪と死
細胞が長期間酸素を奪われると、生物は生き残ることができません。 電子は電子伝達系に蓄積し、ATPの生成を停止します。 ATPがないと、細胞は心臓の鼓動や肺の出入りを維持するなどの重要な機能を実行できません。 酸素がすぐに回復しないと、生物はすぐに意識を失い、死にます。