Sulfatatmung, Sulfatrespiration, dissimilatorische Sulfatreduktion, eine Form der anaeroben Atmung, bei der an Stelle von molekularem Sauerstoff Sulfat als terminaler Elektronenakzeptor fungiert: SO

+ 8[H] → S^2- + 4H₂O. Der gebildete Schwefelwasserstoff wird in das Umgebungsmedium ausgeschieden (dissimilatorische Sulfatreduktion). Als Wasserstoffdonoren wirken Alkohole, organische Säuren u.a. Verbindungen. Da das organische Endprodukt – meist Essigsäure – ausgeschieden wird, ist die S. eine unvollständige Oxidation (z.B. 2C₂H₅OH + H₂SO₄ → 2CH₃COOH + H₂S + 2H₂O). Zur S. sind verschiedene obligat anaerobe Bakterien (Gattung Desulfovibrio, Desulfomonas und Desulfotomaculum) befähigt. Voraussetzung der S. ist die Sulfataktivierung (Bildung von Adenosin-5'-phosphosulfat, APS). Die Elektronen, die über die Atmungskette (u.a. Cytochrom c₃ enthaltend) vom Substrat kommen, reduzieren APS zum Sulfit und dieses weiter zum Schwefelwasserstoff. Energie in Form von ATP wird durch Elektronentransportphosphorylierung gewonnen.

Die S. spielt als eine Komponente der Desulfurikation im Schwefelkreislauf der Biosphäre eine wichtige Rolle. Sie ist zugleich die Hauptquelle des im Faulschlamm produzierten Schwefelwasserstoffs. Von wirtschaftlicher Bedeutung ist die anaerobe Korrosion von Eisen und anderen Schwermetallen, die durch Desulfurikanten in Gegenwart von Sulfat durch den gebildeten Schwefelwasserstoff und Wasserstoff ausgelöst wird.