第三階段：在線粒體的內膜上，前兩階段脫下的共24個H與從外界吸收或葉綠體光合作用產生的6個O2結合成水；在此過程中釋放大量的能量，其中一部分能量用於合成ATP，產生大量的能量。這一階段需要氧的參與，是在線粒體內膜上進行的。
反應式：24H加6O2酶變成12H2O加大量能量。H是一種十分簡化的表示方式。這一過程中實際上是氧化型輔酶轉化成還原性輔酶。 有氧呼吸主要在線粒體內,而無氧呼吸主要在細胞基質內。
有氧呼吸需要分子氧參加，而無氧呼吸不需要分子氧參加。有氧呼吸分解產物是二氧化碳和水，無氧呼吸分解產物是酒精或者乳酸。
有氧呼吸釋放能量較多，無氧呼吸釋放能量較少。第三階段 24H加6O2酶變成線粒體內膜等於12H2O加能量就是產生水和能量。
