Vi sono due meccanismi generali per la formazione di ATP negli organismi non fotosintetici: la respirazione, in cui il substrato organico o inorganico è ossidato completamente (nel caso di composti del carbonio, es.glucosio, l'ossidazione completa produce CO2 e H2O) e gli elettroni sono trasportati attraverso una catena di trasporto di elettroni (catena respiratoria) fino all'accettore finale, che è ossigeno, nella respirazione aerobia, o un substrato diverso (NO3-, SO4=, CO2, fumarato), in caso di respirazione anaerobica; la fermentazione, in cui il substrato organico è ossidato parzialmente e l'accettore finale di elettroni è un composto organico, senza che vi sia l'intervento di una catena di trasporto di elettroni. I processi di fermentazione prendono il nome dal prodotto finale (f. lattica, alcolica, butirrica, propionica, ecc.).