生物的生命活动需要消耗能量，这些能量主要来自细胞内有机物的氧化分解。这一过程称为呼吸作用，也可称为生物氧化。无论是否自养，细胞内完成生命活动所需的能量都来源于此。在真核细胞中，线粒体是与呼吸作用最相关的细胞器，呼吸作用的关键步骤均在其内进行。

呼吸作用是一种酶促氧化反应。尽管名为氧化反应，无论是否涉及氧气，都可以称为呼吸作用。有氧气参与的呼吸作用称为有氧呼吸；没有氧气参与的则称为无氧呼吸。同样数量的有机物，进行无氧呼吸时产生的能量比有氧呼吸时少。尽管有氧呼吸和无氧呼吸是细胞内的不同反应，但它们与生物体的生存息息相关。即使呼吸氧气的生物，其细胞内也可以进行无氧呼吸。

呼吸作用的主要目的是通过释放食物中的能量，制造三磷酸腺苷（ATP），即细胞最主要的直接能量供应者。呼吸作用的过程可比作氢与氧的燃烧，但两者之间的最大区别在于：呼吸作用通过一系列反应步骤逐步释放食物中的能量，而非一次性释放。在呼吸作用中，碳水化合物、蛋白质和脂质的基本组成单位——葡萄糖、氨基酸和脂肪酸，被分解成更小的分子，通过数个步骤将能量转移到还原性氢（[H]）中。

最终，这些氢通过一系列电子传递链被氧化生成水，而原本储存在其中的能量转移到ATP分子上，供生命活动使用。光合作用是绿色植物和某些细菌在可见光的照射下将二氧化碳和水（或硫化氢和水）转化为储存能量的有机物，并释放氧气的过程。植物被称为食物链的生产者，因为它们能够利用光合作用将无机物转化为有机物并储存能量。

消费者通过食用植物和细菌所储存的能量，效率大约在10%至20%之间。对于生物界几乎所有生物而言，这一过程是其生存的关键。地球上的碳氧循环中，光合作用是不可或缺的一环。

蒸腾作用是水分从活的植物体表面（主要是叶子）以水蒸汽状态散失到大气中的过程。这一过程不仅受外界环境条件的影响，还受到植物本身的调节和控制，因此是一种复杂的生理过程。其主要过程为：土壤中的水分→根毛→根内导管→茎内导管→叶内导管→气孔→大气。植物幼小时，暴露在空气中的全部表面都能参与蒸腾作用。