有氧呼吸第二阶段反应式为：2丙酮酸(C3H4O3)+6H2O→6CO2+20[H]+少量能量(2ATP)。

细胞或微生物在氧气的参与下，通过多种酶的催化作用，把有机物彻底氧化分解，产生能量的过程叫做有氧呼吸。有氧呼吸第二阶段的反应场所在线粒体基质内，丙酮酸进入线粒体的基质中，两分子丙酮酸和6个水分子中的氢全部脱下，共脱下20个[H]，丙酮酸被氧化分解成二氧化碳;在此过程释放少量的能量，其中一部分用于合成ATP，产生少量的能量。这一阶段并不需要氧气的参与，进行的是柠檬酸循环。