O oxigênio atmosférico é requerido por todas as plantas e animais terrestres e aquáticos para a respiração: a decomposição de compostos orgânicos para obtenção de carbono e energia necessária para a manutenção e crescimento celular. As plantas e os animais então devolvem o oxigênio à atmosfera, solo ou água, embora existam vários caminhos para o oxigênio tomar, principalmente pela interação com outras moléculas no solo e na água.
Ar, Solo e Água
A atmosfera da Terra tem uma concentração de oxigênio de 21 por cento e o elemento é rapidamente alternado entre plantas, animais e a atmosfera por meio da fotossíntese e da respiração. Na água, o oxigênio se move muito mais devagar, então o consumo de oxigênio por meio da respiração frequentemente excede a produção por meio da fotossíntese, resultando em mudanças diárias nas concentrações de oxigênio dissolvido. Da mesma forma, a penetração do oxigênio no solo saturado é muito mais lenta do que no solo seco, o que leva a diferentes concentrações de oxigênio em diferentes partes do solo. Isso, por sua vez, influencia mais o transporte de oxigênio.
Fotossíntese
Na fotossíntese, o dióxido de carbono atmosférico é convertido em glicose dentro das folhas das plantas. O oxigênio é um subproduto da fotossíntese e é liberado pelas plantas de volta à atmosfera. Também pode ser liberado pelo sistema radicular, fornecendo oxigênio ao solo. A vegetação aquática submersa e o fitoplâncton liberam oxigênio produzido durante a fotossíntese na água. Terrestre e aquático plantas produzem oxigênio disponível para respiração por outras plantas e animais.
Respiração
A respiração é um processo celular realizado por plantas e animais. Durante a respiração, o oxigênio molecular é usado para quebrar os compostos de carbono orgânico. Nos animais, esse carbono vem dos alimentos que consomem, enquanto o carbono nas plantas é obtido durante a fotossíntese. A respiração que requer oxigênio é denominada respiração aeróbica e consiste em elétrons que aceitam oxigênio do carbono. Outros elementos além do oxigênio podem ser usados para aceitar elétrons do carbono, embora sejam menos eficientes.
Respiração anaeróbica
O oxigênio fornece mais energia para as plantas, animais e micróbios durante a respiração. No entanto, quando todo o oxigênio na água ou solo saturado foi consumido, alguns micróbios podem substituir outros compostos para oxigênio, incluindo ferro, manganês, nitrato e sulfato, em um processo conhecido como anaeróbio respiração. A respiração anaeróbica é comum em solos de pântanos, que são freqüentemente inundados e têm concentrações de oxigênio mais baixas do que os solos mais secos. Quando o oxigênio entra novamente no solo ou na água, a respiração aeróbica começa novamente.