Tlen atmosferyczny jest potrzebny wszystkim roślinom i zwierzętom lądowym i wodnym do oddychania: rozpad związków organicznych na węgiel i energię niezbędną do utrzymania i wzrostu komórek. Rośliny i zwierzęta następnie zwracają tlen z powrotem do atmosfery, gleby lub wody, chociaż istnieje wiele dróg, które może pobierać tlen, głównie poprzez interakcję z innymi cząsteczkami w glebie i wodzie.
Powietrze, gleba i woda
Atmosfera ziemska ma stężenie tlenu na poziomie 21 procent, a pierwiastek szybko przechodzi między roślinami, zwierzętami i atmosferą poprzez fotosyntezę i oddychanie. W wodzie tlen porusza się znacznie wolniej, więc zużycie tlenu poprzez oddychanie często przekracza produkcję w procesie fotosyntezy, co powoduje codzienne zmiany stężenia rozpuszczonego tlenu. Podobnie przenikanie tlenu do gleby nasyconej jest znacznie wolniejsze niż do gleby suchej, co prowadzi do różnych stężeń tlenu w różnych częściach gleby. To z kolei wpływa na dalszy transport tlenu.
Fotosynteza
W fotosyntezie atmosferyczny dwutlenek węgla jest przekształcany w glukozę w liściach roślin. Tlen jest produktem ubocznym fotosyntezy i jest uwalniany przez rośliny z powrotem do atmosfery. Może być również uwalniany przez system korzeniowy, dostarczając tlen do gleby. Zanurzona roślinność wodna i fitoplankton uwalniają do wody tlen wytwarzany podczas fotosyntezy. Zarówno lądowe, jak i wodne
rośliny wytwarzają tlen dostępne do oddychania przez inne rośliny i zwierzęta.Oddychanie
Oddychanie to proces komórkowy wykonywany zarówno przez rośliny, jak i zwierzęta. Podczas oddychania tlen cząsteczkowy jest wykorzystywany do rozkładu organicznych związków węgla. U zwierząt węgiel ten pochodzi z pożywienia, które spożywają, podczas gdy w roślinach węgiel pozyskiwany jest podczas fotosyntezy. Oddychanie wymagające tlenu nazywa się oddychaniem tlenowym i składa się z tlenu przyjmującego elektrony z węgla. Pierwiastki inne niż tlen mogą być używane do przyjmowania elektronów z węgla, chociaż są one mniej wydajne.
Oddychanie beztlenowe
Tlen dostarcza najwięcej energii roślinom, zwierzętom i drobnoustrojom podczas oddychania. Jednak po zużyciu całego tlenu w wodzie lub nasyconej glebie niektóre drobnoustroje mogą zastąpić inne substitute związki tlenu, w tym żelazo, mangan, azotan i siarczan, w procesie znanym jako beztlenowy oddychanie. Oddychanie beztlenowe jest powszechne na glebach podmokłych, które są często zalewane i mają niższe stężenie tlenu niż gleby suche. Kiedy tlen ponownie przedostanie się do gleby lub wody, oddychanie tlenowe zaczyna się od nowa.