有氧呼吸 以分子氧（O2）为最终电子受体，其中化能异养菌以有机物（主要是葡萄糖）为基质，经糖酵解、三羧酸循环，并经电子传递链将电子传递给O2，获得能量；化能自养菌以无机物为基质，通过无机物的氧化获得能量，例如硝化细菌以氨（NH3）、亚硝化细菌以亚硝酸（NO2-）为基质（见硝化作用）。进行有氧呼吸的微生物大多为好氧菌（需氧菌），部分为兼性厌氧菌。
无氧呼吸 以无机氧化物为最终电子受体。这类微生物生活在缺氧的环境中，以无机物作为有机质氧化的最终电子受体。如反硝化细菌以硝酸（NO3-），反硫化细菌以硫酸（SO4-）为电子受体（见反硝化作用、反硫化作用）。
发酵 以有机物为最终电子受体。亦称无氧呼吸。作为最终电子受体的有机物，通常是基质不完全氧化的中间产物。微生物在无氧条件下，以葡萄糖为基质，通过糖酵解生成丙酮酸，是大多数微生物发酵的共同基础。由于微生物不同，其代谢途径和最终产物也不同，如乙醇发酵、乳酸发酵等。发酵是大多数厌氧菌（除进行无氧呼吸的厌氧菌）获得能量的唯一方式。但这种氧化作用不彻底，只放出部分能量。兼性厌氧菌在缺氧环境中，也通过发酵获得能量。
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