שמרים יכולים לעבוד בסביבה ללא חמצן, אך חילוף החומרים והמוצרים שלהם יהיו שונים.
שמרים הם אנאירוב פקולטטיבי, שמשמעותו שהם יכולים לשרוד בסביבות אירוביות וגם אנאירוביות. בסביבה אירובית, שמרים עוברים נשימה אירובית, מחמצנת לחלוטין ופורקת חומר אורגני (כמו גלוקוז) דרך סדרה של תגובות ביוכימיות מורכבות, ומייצרות כמות גדולה של אנרגיה, תוך יצירת פחמן דו חמצני ומים. שיטת נשימה אירובית זו יכולה לספק אנרגיה מספקת לצמיחה והתרבות של שמרים, ומאפשרת לה לצמוח ולהתחלק במהירות.
עם זאת, בסביבה אנאירובית, שמרים יעברו נשימה אנאירובית, המכונה גם תסיסה. בשלב זה, חומר אורגני (כמו גלוקוז) מתפרק באופן לא מלא, ומייצר אלכוהול ופחמן דו חמצני, תוך שחרור פחות אנרגיה. תסיסה זו נמצאת בשימוש נרחב בתהליכים כמו ייצור יינות וייצור. לדוגמה, בעת הכנת לחם, השמרים בבצק יעברו נשימה אירובית כאשר הם נחשפים לחמצן באוויר, יתחדשו במהירות ותייצר כמות גדולה של פחמן דו חמצני, וגורמים לבצק להתרחב ולהתסס. בעת הכנת יין, מיכל התסיסה האטום יוצר סביבה אנאירובית לשמרים, והשמרים ממירים גלוקוז לאלכוהול ופחמן דו חמצני באמצעות תסיסה, ובכך מייצרים מוצרים אלכוהוליים.
למרות ששמרים יכולים לשרוד ולהתסס בסביבה אנאירובית, חשיפה לטווח הארוך לסביבה אנאירובית עשויה להגביל את צמיחתו ואת חילוף החומרים שלה. בנוסף, סוגים שונים של שמרים עשויים להיות בעלי דרישות וסובלנות שונות לחמצן. לכן, ביישומים מעשיים, יש צורך לבחור בתנאי תסיסה מתאימים על בסיס סוג השמרים והמוצר הרצוי.