在进行光合作用的生物体内，产生氧气的反应发生在类囊体膜上，需四个光子的能量。此反应有许多步骤，最终会在类囊体膜上产生质子梯度，以此经光合磷酸化反应合成三磷酸腺苷（ATP）。在生成水分子之后所剩余的<chem>O2</chem>会释放到大气之中。线粒体中产生ATP的氧化磷酸化过程需氧。有氧唿吸作用的整体反应类似于反向的光合作用，其简化公式为：在嵴椎动物中，<chem>O2</chem>经扩散作用，通过肺内的膜进入红血球。<chem>O2</chem>与红血球中的血红蛋白结合，后者从紫蓝色变为亮红色