Prozesse, die keinen Sauerstoff benötigen, werden als anaerobe Prozesse bezeichnet, ein gängiges Beispiel dafür ist die Fermentation. Fermentation ist ein Prozess, bei dem Zuckermoleküle ohne Anwesenheit von Sauerstoff abgebaut werden. Es ist eine alternative Möglichkeit für Zellen, ATP herzustellen.
Da beim Auftauchen der ersten lebenden Zellen auf der Erde nur sehr wenig Sauerstoff vorhanden war, produzierten die meisten alten Organismen Energie durch anaerobe Atmung. Erst nachdem die ersten Pflanzen genügend Sauerstoff produzierten, um sich in der Atmosphäre anzusammeln, setzte sich der effizientere Prozess der aeroben Atmung durch. Es gibt immer noch viele anaerobe Bakterien auf der Erde, und an vielen Orten findet anaerobe Atmung statt, wenn kein Sauerstoff verfügbar ist.