Als aerobe Atmung (Zellatmung, innere Atmung) werden Stoffwechselprozesse in Zellen von Lebewesen bezeichnet, bei denen der durch verschiedene oxidative Stoffwechselvorgänge anfallende und an speziellen Überträgern gebundener Wasserstoff oxidiert wird. Hierbei dient molekularer Sauerstoff (O₂) als Oxidationsmittel, welcher reduziert wird, so dass aus Wasserstoff und Sauerstoff Wasser entsteht. Der Zweck der aeroben Atmung ist die Bereitstellung von Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP). Die Bezeichnung aerobe Atmung wird insbesondere für die biochemischen Vorgänge der Atmungskette in der inneren Membran der Mitochondrien verwendet, an deren Ende ATP synthetisiert wird.