Третій етап енергетичного обміну – кисневий – здійснюється безпосередньо всередині мітохондрії на кристалах, де з участю ферментів відбувається синтез АТФ.
У кисневому середовищі після гліколізу протікає третій етап енергетичного обміну – Кисневе, або клітинне дихання. Повне кисневе розщеплення здійснюється на мембранах мітохондрій.
Третій етап енергетичного обміну – кисневий етап. Кисневий етап протікає у мітохондріях з обов'язковою участю кисню. На цьому етапі піровиноградна кислота за участю кисню окислюється до вуглекислого газу та води. На кисневому етапі при окисненні кожної молекули глюкози утворюється 36 молекул АТФ.
Безкисневе окислення, або гліколіз Цей етап полягає в подальшому розщепленні органічних речовин, що утворилися під час підготовчого етапу, відбувається цитоплазми клітини і присутності кисню не потребує. Головним джерелом енергії у клітині є глюкоза.