Hücreler, hücresel solunumda glikozun verimli kullanımı için oksijene ihtiyaç duyar, bu da çoğu organizmanın enerji elde etmek için kullandığı ana yöntemdir. büyük miktarda enerji. Hücreler daha sonra, hücrenin kullandığı ana enerji para birimi olan ATP olarak kısaltılan adenozin trifosfat üretmek için bu enerjiyi kullanır.
Oksijen, enerji kaynaklarını işlemek için birçok hücre tarafından kullanılır ve oksijen bazlı metabolizma en verimlidir, ancak tüm hücrelerin buna ihtiyacı yoktur. Düşük oksijenli ortamlarda yaşayan birkaçı hiç kullanmaz ve bu organizmalar için genellikle toksiktir. Fermantasyon, oksijen içermeyen enerji kaynaklarını kullanan hücrelere bir örnektir, ancak hücresel solunumdan çok daha az etkilidir.
Oksijen genel olarak tehlikeli bir kimyasaldır ve onu kullanan hücreler ondan büyük ölçüde faydalanırken, ayrıca toksik etkilerine karşı savunmaları da olmalıdır. Oksijen yararlıdır, çünkü glikozdaki karbon ve hidrojen ile güçlü reaksiyona girer, ancak bunlar hücresel DNA ve protein yapılarının ana bileşenleridir ve bunların tümü oksijen tarafından saldırıya uğrayabilir ve tahrip edilebilir. Bu özellikle serbest radikallerde, hücresel solunumla sürekli üretilen yüksek oranda reaktif tekil oksijen atomları için geçerlidir.