Η αναερόβια αναπνοή είναι μια μορφή αναπνοής που δεν χρησιμοποιεί οξυγόνο. Για τη μεταφορά ηλεκτρονίων χρησιμοποιούνται άλλα στοιχεία εκτός από το οξυγόνο. Συνήθη υποκατάστατα του οξυγόνου είναι τα νιτρικά άλατα, ο σίδηρος, το μαγγάνιο, τα θειικά άλατα, το θείο, το φουμαρικό οξύ και το διοξείδιο του άνθρακα. Η Escherichia coli χρησιμοποιεί νιτρικά άλατα και φουμαρικό οξύ για την αναπνοή.
Για να λειτουργήσει η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων, πρέπει να υπάρχει ένας τελικός δέκτης ηλεκτρονίων στο τέλος της αλυσίδας. Αυτό επιτρέπει στα ηλεκτρόνια να περάσουν μέσα από την αλυσίδα. Στους αερόβιους οργανισμούς, αυτός ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων είναι το οξυγόνο. Το μοριακό οξυγόνο είναι ένας έντονα οξειδωτικός παράγοντας και έτσι είναι ένας εξαιρετικός δέκτης. Στους αναερόβιους οργανισμούς χρησιμοποιούνται άλλες λιγότερο οξειδωτικές ουσίες, όπως θειικά (SO 42−), νιτρικά (NO 3−), θείο (S). Αυτοί οι τερματικοί δέκτες ηλεκτρονίων έχουν μικρότερα δυναμικά αναγωγής από το Ο 2, οπότε απελευθερώνεται λιγότερη ενέργεια ανά οξειδωμένο μόριο. Συνεπώς, η αναερόβια αναπνοή είναι λιγότερο αποτελεσματική από την αερόβια αναπνοή, εκτός, βέβαια, όταν το οξυγόνο είναι σπάνιο.
Εάν δεν χρησιμοποιείται καθόλου οξυγόνο, η διαδικασία ονομάζεται ζύμωση. Παραδείγματα οργανισμών που χρησιμοποιούν τη ζύμωση είναι τα βακτήρια γαλακτικού οξέος και η μαγιά. Η μαγιά είναι μύκητας και όχι βακτήριο.
Η εξίσωση για την αναερόβια αναπνοή είναι:
