厌氧呼吸是在无分子氧（O₂）的情况下进行的生物氧化。厌氧微生物只有脱氢酶系统，没有氧化酶系统。在厌氧呼吸过程中，底物中的氢被脱氢酶活化，从底物中脱下来的氢经辅酶传递给除氧以外的有机物或无机物，使其还原。因此，厌氧呼吸的受氢体不是分子氧。在厌氧呼吸过程中，底物氧化不彻底，最终产物不是二氧化碳和水，而是一些较原来底物简单的化合物。这些化合物还含有相当的能量，故释放能量较少。