Organik moleküllerden oksijen yokluğunda Krebs döngüsü ve ETS kullanılarak ATP elde edilmesine oksijensiz solunum denir. Oksijensiz solunumun işleyişi oksijenli solunuma benzer ancak oksijensiz solunumda kullanılan ETS elemanları farklıdır. Oksijensiz solunumda oksijen (O2 ) yerine sülfat (SO4-2), nitrat (NO3-), karbonat (CO3-2) ve demir (Fe+3) son elektron alıcısı olarak kullanılır. Örneğin bataklıkta yaşayan bazı bakteriler besin moleküllerinden kopardıkları elektronları sülfat iyonuna aktarırlar. Elektronları alarak indirgenen sülfat, hidrojen sülfür (H2S) oluşumunu sağlar. ETS’de elektronların taşınması sırasında açığa çıkan enerji ile ATP sentezlenir. Bataklıklardan çürük yumurta
kokusunun gelmesinin nedeni, oksijensiz solunum yapan bakterilerin oluşturduğu H2 S’dür. Toprakta yaşayan ve oksijensiz solunum yapan bazı bakteriler ise ETS’de son elektron alıcısı olarak nitrat kullanır. ETS kullanılarak enerji üretilirken nitrat, denitrifikasyonla moleküler azota dönüştürülür. Bu olay, biyosferdeki azot dengesinin korunması için önemlidir.
