Los ejemplos de respiración anaeróbica incluyen reducción de nitrato, desnitrificación, reducción de sulfato y reducción de carbonato. Todos estos métodos utilizan un aceptor de electrones distinto del oxígeno y tienen un sistema de transporte de electrones unido a la membrana. Estos mecanismos anaeróbicos también sintetizan trifosfato de adenosina, o ATP, a través de la ATP sintasa.
En la reducción de nitrato, los organismos usan nitrato en lugar de oxígeno como el aceptor de electrones terminal. Como este proceso es ineficiente, los organismos que utilizan la reducción de nitrato lo hacen solo en circunstancias en que el oxígeno es significativamente más disponible que el nitrato. La desnitrificación es un proceso relacionado que permite a los organismos reducir aún más el nitrato, que puede aceptar hasta seis electrones más, a gas nitrógeno. Los subproductos tóxicos de la desnitrificación están cuidadosamente regulados por el organismo en un proceso complejo que involucra una gran cantidad de genes. Debido a la complejidad de la desnitrificación, pocos organismos son capaces de usarla. La desnitrificación también tiene un efecto en el ciclo global del nitrógeno, ya que la mayoría de las plantas no pueden usar gas nitrógeno y, en cambio, dependen del nitrato del suelo.
La reducción de sulfato es utilizada por organismos que viven en ambientes completamente desprovistos de oxígeno. Ocho electrones se agregan al sulfato, que generalmente se convierte en sulfuro de hidrógeno. Con un rendimiento energético aún menor que el nitrato, la reducción de sulfato produce la energía suficiente para sintetizar ATP. El gas hidrógeno y los pequeños ácidos orgánicos, como el acetato y el lactato, son reductores de sulfato comunes. La reducción de carbonato es comparativamente ineficiente, pero el carbonato es común en la naturaleza. Se cree que este proceso anaeróbico es uno de los más antiguos, ya que fue utilizado por miembros de Archaea.
