植物的呼吸作用進行的時間是在晚上，在呼吸過程中被氧化的物質稱為呼吸底物。植物體內含量最豐富的3大類有機物質──碳水化合物、蛋白質及脂類都可作為呼吸底物，但最為普遍的是碳水化合物中的葡萄糖；

有時己糖磷酸也可作為呼吸底物，在有氧條件下，O2參加反應，植物體內的有機物被徹底氧化成二氧化碳和水。

在無氧條件下，植物體內的有機物可通過脫氫、脫羧等方式氧化降解，但經氧化后大部分的碳仍呈有機態，其中還保留較多的能量，是一種不徹底的氧化。

呼吸作用的重要生理意義是：

1、提供植物生命活動所需的大部分能量。呼吸作用中釋放的能量一部分以高能化合物腺苷三磷酸形式貯存；

當ATP水解時釋放出來的能量即可供植物體內生物合成、離子積累和體內物質主動運輸等用，其他部分則轉變為熱能而散失。

2、氧化的中間產物為許多生物合成過程提供原料。所以呼吸作用不是單純的異化過程，它和光合作用一樣也是植物代謝的樞紐。凡植物代謝活性較強的部位其呼吸速率亦較高（見植物的有機物代謝）。