Luftvejene og lungerne udfører ikke kun funktionen med at rense og fordele luft og udveksle ilt med kuldioxid, men spiller også en vigtig rolle i at sikre cellulær respiration. Analogien med forbrænding og "brændstof" er meget præcis, da ligesom en flamme har brug for ilt for at brænde, har celler brug for ilt for at omdanne fødevarers næringsstoffer til energi.
Cellulær respiration forekommer i hver celle i vores krop, i dens mitokondrier. Udvekslingen af ilt og kuldioxid mellem celler og lungealveoler foregår på samme måde som mellem blodkapillærer og lungealveoler. Hæmoglobin i røde blodlegemer fører ilt gennem arterierne, og det passerer ind i cellen, mens cellen giver den kuldioxid, den har ophobet, til de røde blodlegemer. Denne kuldioxid kommer ind i lungealveolerne gennem kapillærerne og venerne, og cyklussen slutter.
Cellulær respiration er en kompleks proces, der involverer mange kemiske reaktioner. Processen med oxidation af næringsstoffer i cellens mitokondrier frigiver energi, der er nødvendig for at udføre forskellige funktioner i kroppen. Men for at disse reaktioner kan opstå, skal cellerne modtage tilstrækkelig ilt.
Cellulær respiration kan opdeles i tre hovedstadier: glykolyse, Krebs-cyklus og oxidativ phosphorylering. Glykolyse sker i cellens cytoplasma og består af nedbrydning af glucose til pyrivat og frigivelse af en lille mængde energi i form af ATP. Krebs-cyklussen foregår i mitokondrier og består af oxidation af pyrivat til kuldioxid, som frigiver endnu mere energi i form af ATP. Oxidativ phosphorylering er den proces, der frigiver størstedelen af energien i form af ATP.
Cellulær respiration er en vigtig proces til at opretholde kroppens vitale funktioner. Iltmangel eller andre forstyrrelser i denne proces kan føre til alvorlige sygdomme som hypoxi eller acidose. Derfor er det meget vigtigt at opretholde et sundt åndedrætssystem og sørge for tilstrækkelig ilt til cellulær respiration.