La respiration anaérobie est un mécanisme dans lequel des électrons passent sur une chaîne de transporteurs dont l'accepteur final est une substance minérale autre que le dioxygène, contrairement à une respiration aérobie où l'accepteur final est du dioxygène.
Certaines bactéries sont capables, en anaérobiose, de réduire les nitrates en nitrites puis, suivant les cas (par exemple Pseudomonas) en diazote (avec l'enzyme Nitrate réductase A).
On voit que cette chaîne respiratoire est plus courte que la chaîne respiratoire classique en aérobiose. Cette respiration est beaucoup moins énergétique.
D'autres bactéries réduisent les nitrites en ammoniac.
C'est le cas des bactéries du genre Clostridium (dont les cultures sont particulièrement nauséabondes).
Ce type de respiration est effectué par les bactéries méthanogènes (responsables des feux follets). Citons les bactéries du genre Methanobacter, de nombreux Archae.