Bakterie oddychają zarówno beztlenowo, jak i tlenowo. To pierwsze jest zapewne pierwotniejszym sposobem uzyskiwania energii, ponieważ w czasach powstawania pierwszych prokariontów ani w atmosferze, ani w wodach nie było wolnego azotu czasteczkowego. Proces oddychania beztlenowego, zwany też fermantacją, zachodzi bezpośrednio w cytoplaźmie bakterii zwanych anaerobami i polega na rozkładzie (utlenieniu) cukrów. wydziela się wówczas energia. Końcowym produktem rozpadu moze być kwas mlekowy, etanol albo tez kwas octowy i inne związki.

Fermentacja jest jednak procesem mało wydajnym. Dlatego z chwilą pojawienia się w środowisku tlenu cząsteczkowego niektóre bakterie, zwane aerobami, zaczeły go używać do całkowitego utlenienia cukrowców do dwutlenku węgla i wody. W tym procesie uzyskuje się kilkakrotnie więcej energii niz podczas fermentacji.

Nic dziwnego, że obecnie wiekszość bakterii to aeroby. Końcowe(tlenowe) etapy oddychania zachodzą u bakterii bezpośrednio na błonie komórkowej, być może biorą w nim udział wspomniane już mezosomy.