Η κυτταρική αναπνοή και η φωτοσύνθεση είναι δύο θεμελιώδεις βιολογικές διεργασίες που είναι ζωτικής σημασίας για τη ζωή στον πλανήτη, αλλά έχουν αντίθετους ρόλους και λειτουργίες.
Η **φωτοσύνθεση** είναι η διαδικασία κατά την οποία τα πράσινα φυτά, τα φύκη και ορισμένα βακτήρια μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε χημική ενέργεια. Χρησιμοποιούν διοξείδιο του άνθρακα (CO2) από την ατμόσφαιρα και νερό (H2O) από το έδαφος, με τη βοήθεια του ηλιακού φωτός, για να παράγουν γλυκόζη (ένα σάκχαρο, δηλαδή τροφή) και οξυγόνο (O2) ως υποπροϊόν. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα κυρίως στους χλωροπλάστες των φυτικών κυττάρων, χάρη στην χλωροφύλλη που απορροφά το φως. Ουσιαστικά, η φωτοσύνθεση «χτίζει» οργανικές ουσίες και αποθηκεύει ενέργεια.
Αντίθετα, η **κυτταρική αναπνοή** είναι η διαδικασία κατά την οποία τα κύτταρα όλων των ζωντανών οργανισμών (φυτών, ζώων, μυκήτων, βακτηρίων) διασπούν την οργανική ύλη (συνήθως γλυκόζη) για να απελευθερώσουν την αποθηκευμένη ενέργεια. Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται για την εκτέλεση όλων των κυτταρικών λειτουργιών. Κατά την κυτταρική αναπνοή, η γλυκόζη και το οξυγόνο (O2) αντιδρούν για να παραχθεί διοξείδιο του άνθρακα (CO2), νερό (H2O) και ενέργεια με τη μορφή ATP (τριφωσφορική αδενοσίνη). Η διαδικασία αυτή λαμβάνει χώρα κυρίως στα μιτοχόνδρια των ευκαρυωτικών κυττάρων. Ουσιαστικά, η κυτταρική αναπνοή «καίει» τις οργανικές ουσίες και απελευθερώνει ενέργεια.
Συνοψίζοντας, η φωτοσύνθεση είναι μια αναβολική διεργασία που παράγει τροφή και οξυγόνο χρησιμοποιώντας ηλιακή ενέργεια, ενώ η κυτταρική αναπνοή είναι μια καταβολική διεργασία που διασπά την τροφή και το οξυγόνο για να απελευθερώσει ενέργεια. Είναι συμπληρωματικές διεργασίες: τα προϊόντα της μιας είναι τα αντιδρώντα της άλλης, δημιουργώντας έναν συνεχή κύκλο ζωής.