Glikoz molekülündeki karbon atomlarının karbondioksit halinde serbest kaldığı reaksiyon basamaklarına karbon yolu denir. Birinci basamakta, glikoz molekülünün pirüvik aside kadar yıkımından bir önceki bölümde söz edildi. Solunum olaylarında ilk karbondioksit çıkışı, pirüvik asidin parçalanmasıyla başlar. Parçalanma sonucu, 1 molekül karbondiositle, iki karbon atomlu asetaldehit oluşur. Bu bileşik mitokondri içine girmeden önce asetil CoA'ya dönüşür. Asetil CoA, "krebs döngüsüne" girer. Burada dört karbonlu bir madde ile birleşerek altı karbonlu kararsız ara bileşik oluşur. Krebs döngüsünde altı karbonlu bileşiğin karbonları CO2 şeklinde dışarı verilir. Döngü sırasında hidrojen iyonları da serbest kalır.


Bunlar da ortamda bulunan NAD koenzimleri tarafından yakalanarak elektron taşıma sistemine aktanlırlar. Krebs çemberinde doğrudan ATP üretimi yoktur. Bu döngünün amacı karbondiositin yapısında bulunan karbon atomlarının serbest kalması ve elektron taşıma sistemi için hidrojen ve elektron sağlamaktır. Sonuç olarak krebs devrinin sonuna kadar geçen tekimelerde glikozun yapısında bulunan bütün CO2 atomları açığa çıkar. Bunun yanında NADH2 ve GTP sentezi gerçekleşir.


Oksitatif fosforilasyon (Son oksidasyon evresi, Elektron taşıma sistemi, ETS)

Solunumda en önemli olay ATP sentezidir. Oksijenli solunumun l.ve 2. basamaklarında, enerji üretimi oldukça azdır. Asıl üretim hidrojen yolu ve ETS reaksiyonlarında geçekleşir. Hidrojen atomu bir proton ve bir elektrondan yapılmıştır. Hidrojen yolunun bazı basamaklarında proton ve elektron birlikte taşınır. Bir basamaktan sonra elektron ve hidrojenleri farklı yol izlemeye başlarlar. En son aşamada elektronlar oksijen atomuna taşınır ve orada hidrojen'le birleşerek suyu oluştururlar. Basamaklar halinde gerçekleşen bu tepkimelerde çıkan enerjiden ATP sentezlenir.


Sonuçta, oksijenli solunumun tamamında; glikolizde 4 ATP, krebs devrinde 2 ATP ve ETS de 34 ATP olmak üzere toplam 40 ATP sentezlenir. Bunlardan 2 tanesi başlangıçta aktivasyon için harcandığından net kazanç 38 ATP dir.