厭氧菌（anaerobe）無法在有氧的環境下生長，以絕對厭氧菌（obligate anaerobes）為代表，以無氧呼吸或發酵來產生能量。在有氧的環境下，絕對厭氧菌因缺乏超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，簡稱SOD）及過氧化氫酶（catalase）等酵素，因此無法移除致命的活性氧物質（氧代謝後可能產生的有害物質）。
絕對厭氧菌（obligate anaerobes）的厭氧機制：
- 氧代謝後容易在細胞內被還原爲對生物體有害的超氧化物（$O_{2−}$）或是過氧化氫（$H_2O_2$），好氧性生物因含有超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）與過氧化氫酶（catalase）等酵素，可以將超氧化物和過氧化氫分解掉，但絕對厭氧菌因缺乏這些酵素或含量很低，因此會被超氧化物、過氧化氫等活性氧物質攻擊，導致細胞受損無法生存。
- 溶解之氧氣會增加液體的還原電位，會抑制某些絕對厭氧菌的生長。
- 硫化物是一些重要酵素的組成，氧氣會氧化這些硫化物而生成雙硫鍵，造成結構改變使酵素活性降低，因這些酵素是生長所必需，因此絕對厭氧菌就無法正常生長。
- 絕對厭氧菌（obligate anaerobes）經由無氧呼吸和發酵來產生能量，過程不需要氧氣的參與，因此可以在無氧的環境下生長。在無氧呼吸中電子的接受者（像是硫酸鹽、硝酸鹽、鐵等），在電子傳遞鏈中取代氧氣的腳色。