第三阶段：在线粒体的内膜上，前两阶段脱下的共24个H与从外界吸收或叶绿体光合作用产生的6个O2结合成水；在此过程中释放大量的能量，其中一部分能量用于合成ATP，产生大量的能量。这一阶段需要氧的参与，是在线粒体内膜上进行的。

反应式：24H加6O2酶变成12H2O加大量能量。H是一种十分简化的表示方式。这一过程中实际上是氧化型辅酶转化成还原性辅酶。 有氧呼吸主要在线粒体内,而无氧呼吸主要在细胞基质内。

有氧呼吸需要分子氧参加，而无氧呼吸不需要分子氧参加。有氧呼吸分解产物是二氧化碳和水，无氧呼吸分解产物是酒精或者乳酸。

有氧呼吸释放能量较多，无氧呼吸释放能量较少。第三阶段 24H加6O2酶变成线粒体内膜等于12H2O加能量就是产生水和能量。