L'energia prodotta dalla respirazione cellulare si ottiene consumando ossigeno e producendo anidride carbonica. Nei piccoli organismi, come i batteri, questo processo di scambio di gas è svolto interamente dalla diffusione semplice. Nei grandi organismi, questo non è possibile. La respirazione negli organismi multicellulari è possibile grazie ad un efficiente sistema circolatorio, tramite il quale i gas arrivano anche nelle parti più piccole e profonde del corpo, al contrario del sistema respiratorio, che coglie l'ossigeno dall'atmosfera e lo diffonde nel corpo, da dove viene distribuito rapidamente in tutto l'apparato circolatorio.