Organismo anaerobio
Algunos microorganismos realizan un proceso metabólico conocido como respiración anaeróbica que, a pesar de no utilizar oxígeno, es completamente diferente de las fermentaciones. En la respiración anaeróbica existe una cadena de transporte de electrones análoga a la de la respiración aeróbica, pero el aceptor final de electrones no es el oxígeno sino otra molécula, generalmente inorgánica, como: ', ' o .
Branquia
Muchos animales acuáticos microscópicos, y algunos más grandes pero inactivos, pueden absorber suficiente oxígeno a través de toda la superficie de su cuerpo, por lo que pueden respirar adecuadamente sin branquias. Sin embargo, los organismos acuáticos más complejos o más activos suelen necesitar una o varias branquias. Muchos invertebrados, e incluso anfibios, utilizan tanto la superficie corporal como las branquias para el intercambio gaseoso.