有氧呼吸为细胞的生理活动提供主要能量，这为光合作用的物质运输提供能量。从碳循环的角度看，有氧呼吸释放的二氧化碳恰好是叶绿体光合作用的原料，而线粒体需要的氧气则由光合作用来提供。两者都需要适宜的温度，都需要酶的催化，虽然最适温度有差异。从物质代谢的角度看，有氧呼吸是分解代谢，而叶绿体的有氧呼吸是合成代谢。有氧呼吸不需要光照，而叶绿体的光合作用需要光照。碳循环的角度看，有氧呼吸使二氧化碳得到释放，而光合作用则将二氧化碳固定。