Glikozun oksijen kullanılmadan yıkılması sırasında ETS yardımıyla ATP üretilmesine oksijensiz solunum denir. Oksijensiz solunumda son elektron alıcısı, O2 dışında bir inorganik moleküldür.
Oksijensiz solunumda ETS’deki son elektron alıcısı olan inorganik maddelerin elektron çekim güçleri zayıftır. Bu nedenle oksijensiz solunumda üretilen ATP miktarı azdır.
Bazı bakteriler, besin moleküllerinden kopardıkları elektronları SO42-(sülfat) , S (kükürt), NO3– (nitrat) , CO2 (karbondioksit) ve (Fe3+ (demir) gibi inorganik yapılı son elektron alıcılarına aktarır ve enerji elde eder.
Bataklık gibi oksijensiz ortamda yaşayan bazı bakteriler, besin moleküllerinden kopardıkları elektronları ETS üzerinden SO42- iyonuna aktarır. Elektronların ETS’de taşınması sırasında açığa çıkan enerji ile de ATP sentezlenir.
Toprak ve suda bulunan NO3– oksijensiz solunum yapan bakteriler tarafından N2’ye (moleküler azot) dönüştürülür. Bu bakteriler oksijensiz ortamda ETS’lerinde son elektron alıcısı olarak NO3’ü kullanır. NO3 elektron alarak birkaç basamakta moleküler azota dönüşür. Denitrifikasyon adı verilen bu olay, biyosferdeki azot döngüsünün korunmasına katkı sağlar.