Muitas pessoas pensam que procariontes (grupo que inclui as bactérias) podem realizar apenas respiração anaeróbia, como a fermentação, mas na verdade eles também podem realizar respiração celular. Nas plantas, animais, por exemplo, parte da respiração celular ocorre no citosol e parte nas mitocôndrias. No entanto, as células procariontes não possuem organelas – lembre-se que as mitocôndrias provavelmente evoluíram de bactérias que foram fagocitadas por células eucarióticas ancestrais há bilhões de anos. Então, o processo de respiração celular difere nestas células com relação aos locais em que ocorrem cada uma das etapas.
A primeira fase da respiração celular – chamada de glicólise – ocorre no citoplasma da célula tanto em células eucariontes como procariontes. Esta é a fase em que ocorre a quebra da glicose em piruvato e ela é o ponto de partida tanto da respiração celular como da fermentação.A etapa seguinte, denominada oxidação do piruvato, ocorre na membrana interna da mitocôndria em eucariontes e na face interna da membrana plasmática em procariontes. Nesta etapa, o piruvato é convertido a Acetil-CoA, que é utilizado na etapa seguinte, o ciclo de Krebs.No ciclo de Krebs – que ocorre na matriz mitocondrial em eucariontes e no citoplasma em procariontes – a quebra das moléculas de glicose é completada, resultando na formação de gás carbônico, entre outras moléculas.Por fim, a cadeia respiratória (ou cadeia transportadora de elétrons) – etapa em que ocorre a produção de ATP a partir da energia derivada de reações de redução e oxidação de uma cadeia transportadora de elétrons – acontece na membrana interna da mitocôndria em eucariontes e na face interna da membrana plasmática em procariontes.