La respiración celular es un proceso fundamental en los seres vivos, incluso para aquellos organismos fotosintéticos que pueden fabricar sus propios nutrientes, ya que permite poder sacar la energía contenida en los nutrientes y almacenarla en la molécula de ATP, la que sirve para variadas funciones en la célula. Su relación con el flujo de materia y energía tiene que ver con que este proceso libera los carbonos contenidos en algunas moléculas orgánicas, como los carbohidratos, hacia la atmósfera, o hacia el agua en el caso de organismos acuáticos, en forma de CO2, el que puede ser aprovechado por los organismos fotosintéticos. Además, una parte de la energía producida en este proceso se pierde al ambiente en forma de calor.