Наиболее полное высвобождение энергии происходит при распаде органических соединений до Н2О и СО2. Причем установлено, что атомы кислорода в углекислом газе берутся из органических веществ, а весь потребляемый организмом кислород включается в молекулы Н2О. Реакция взаимодействия водорода с кислородом относится к экзэргоническим и протекает с одномоментным выделением большого количества энергии. Следовательно, чтобы живые клетки могли использовать эту возможность, не опасаясь за последствия, они должны растянуть во времени этот процесс.
Биологическое окисление - транспорт протонов и электронов от окисляемого субстрата через ряд промежуточных переносчиков на кислород с последующим образованием воды и высвобождением энергии.