No ciclo do ácido cítrico, ou também ciclo de Krebs, parte da energia liberada pela redução dos átomos de carbono é utilizada para oxidar o carreador de elétrons FADH+ em FADH2. Assim, além da produção de ATP, uma molécula de FADH2 será formada a cada volta do ciclo.

A fosforilação oxidativa é a última etapa da respiração celular. Nela, a energia liberada pela cadeia de transportes de elétrons é utilizada para impulsionar a produção de ATP, o que torna a fosforilação oxidativa ser a maior produtora de ATP da respiração celular, com cerca de 26 ou 28 ATP formados nessa etapa.

Na fosforilação oxidativa, ocorre a transferência de elétrons do NADH e do FADH2 para a cadeia transportadora de elétrons, que se encontra localizada na matriz mitocondrial. Esses elétrons liberam energia que é utilizada para bombear íons H+ do espaço intermembranar para a matriz mitocondrial. Criando, assim, um gradiente eletroquímico de prótons, que é usado pela ATP sintase para gerar ATP através da fosforilação oxidativa.

A glicólise pode ser dividida em 2 etapas: a etapa de investimento energético, na qual a célula gasta ATP e se observa um investimento de 2 ATP por molécula de glicose; e a etapa de compensação energética, na qual o ATP é produzido. Ness fase são formados 2 ATP e 2 NADH, que é um carreador de elétrons.

O saldo energético da respiração celular é controverso, sendo considerado por muitos pesquisadores como um valor muito difícil de ser estimado, porque existe uma série de variáveis que podem reduzir o rendimento do ATP. No entanto, alguns autores consideram o rendimento líquido de uma única molécula de glicose como sendo de 30 a 32 moléculas de ATP. Nesse último, o rendimento seria: 2 ATP formados na glicólise; 8 ATP gerados no ciclo de Krebs e cerca de 20 ou 22 ATP formados no processo de fosforilação oxidativa.