第三有氧阶段的反应式为:24[H]+6O2→12H2O+大量能量(34ATP)。
有氧呼吸是指细胞或微生物在氧气的参与下，通过各种酶的催化作用，将有机物完全氧化分解并产生能量的过程。有氧呼吸第三阶段的反应部位在线粒体内膜上，发生氧化磷酸化。前两个阶段总共去除的24 [H]与从外界吸收的或叶绿体光合作用产生的6 O2结合形成水，在这个过程中释放出大量的能量，其中一部分用于合成ATP。这个阶段需要氧气的参与。
