Canlıların organik besin monomerlerini enerji elde etmek amacı ile parçalamasına hücresel solunum adı verilmektedir. Hücresel solunum hücre sitoplazmasında veya mitokondride gerçekleşmektedir. Bu sırada ortaya çıkan enerjinin bir kısmı ısı şeklinde kaybedilirken bir kısmı da ATP yapısında depo edilmektedir. Hücresel solunumda üretilen ATP sadece üretildiği hücrede kullanılır. Hücreler arası ATP transferi olmaz.
Hücresel solunum üçe ayrılır. Bunlar oksijenli solunum, oksijensiz solunum ve fermantasyondur. Oksijenli ve oksijensiz solunumda besin monomerleri inorganik maddelere kadar parçalandığından enerji verimleri yüksektir. Fermantasyonda ise besin monomerleri organik maddelere parçalandığından besin verimi düşüktür. Oksijeni solunum birçok hücre çeşidinde gerçekleşirken, oksijensiz solunum sadece bazı bakteri ve arkelerde gerçekleşmektedir. Fermantasyon ise maya hücrelerinde, bazı bakterilerde ve yeterli oksijen olmadığında çizgili kas hücrelerinde gerçekleşir.