Las células necesitan oxígeno para el uso eficiente de la glucosa en la respiración celular, el método principal que la mayoría de los organismos utilizan para obtener energía. Los enlaces de oxígeno a partes de la molécula de glucosa liberan agua, dióxido de carbono y Gran cantidad de energía. Luego, las células utilizan esa energía para generar trifosfato de adenosina, comúnmente abreviado como ATP, la principal moneda de energía utilizada por la célula.
Muchas células utilizan el oxígeno para procesar los recursos energéticos, y el metabolismo basado en el oxígeno es el más eficiente, pero no todas las células lo requieren. Unos pocos que viven en ambientes con poco oxígeno no lo usan en absoluto, y a menudo es tóxico para estos organismos. La fermentación es un ejemplo de células que utilizan fuentes de energía sin oxígeno, pero es mucho menos eficiente que la respiración celular.
El oxígeno es en realidad un químico peligroso en general, y aunque las células que lo usan se benefician enormemente, también deben tener defensas contra sus efectos tóxicos. El oxígeno es útil porque reacciona fuertemente con el carbono y el hidrógeno en la glucosa, pero estos son componentes principales de las estructuras celulares de ADN y proteínas, todos los cuales pueden ser atacados y destruidos por oxígeno. Esto es particularmente cierto en el caso de los radicales libres, átomos de oxígeno singulares altamente reactivos que se producen constantemente por la respiración celular.
