Beispiele für anaerobe Atmung sind Nitratreduktion, Denitrifikation, Sulfatreduktion und Karbonatreduktion. Alle diese Methoden verwenden einen anderen Elektronenakzeptor als Sauerstoff und haben ein membrangebundenes Elektronentransportsystem. Diese anaeroben Mechanismen synthetisieren auch Adenosintriphosphat oder ATP durch ATP-Synthase.
Bei der Nitratreduktion verwenden Organismen Nitrat anstelle von Sauerstoff als terminalen Elektronenakzeptor. Da dieser Prozess ineffizient ist, tun Organismen, die Nitratreduktion verwenden, dies nur unter Umständen, in denen Sauerstoff deutlich mehr verfügbar ist als Nitrat. Denitrifikation ist ein verwandter Prozess, der es Organismen ermöglicht, Nitrat, das bis zu sechs weitere Elektronen aufnehmen kann, weiter zu Stickstoffgas zu reduzieren. Die toxischen Nebenprodukte der Denitrifikation werden vom Organismus in einem komplexen Prozess, an dem eine Vielzahl von Genen beteiligt sind, sorgfältig reguliert. Aufgrund der Komplexität der Denitrifikation sind nur wenige Organismen in der Lage, sie zu nutzen. Die Denitrifikation wirkt sich auch auf den globalen Stickstoffkreislauf aus, da die meisten Pflanzen kein Stickstoffgas nutzen können und stattdessen auf Nitrat aus dem Boden angewiesen sind.
Sulfatreduktion wird von Organismen verwendet, die in Umgebungen ohne Sauerstoff leben. Acht Elektronen werden zu Sulfat hinzugefügt, das normalerweise zu Schwefelwasserstoff wird. Bei einer noch geringeren Energieausbeute als bei Nitrat liefert die Sulfatreduktion gerade genug Energie, um ATP zu synthetisieren. Wasserstoffgas und kleine organische Säuren wie Acetat und Laktat sind übliche Sulfatreduzierer. Die Karbonatreduktion ist vergleichsweise ineffizient, aber Karbonat ist in der Natur weit verbreitet. Dieser anaerobe Prozess gilt als einer der ältesten, da er von den Mitgliedern der Archaea verwendet wurde.
