A glicólise é uma sequência de 15 reações químicas catalisadas por enzimas livres no citosol. O processo tem início com a ativação da molécula de glicose, que ocorre pela adição de dois fosfatos energéticos provenientes de duas moléculas de ATP. Com isso, a molécula de glicose torna-se instável e quebra-se em duas moléculas de piruvato. O consumo inicial de dois ATP é recuperado com a produção de dois ATP resultados da quebra da glicose em dois ácidos pirúvicos.

No ciclo de Krebs, o ácido pirúvico produzido na glicólise é transportado para a crista mitocondrial e reage com a coenzima-A. Em seguida, em uma sequência de 11 reações, são produzidas duas moléculas de acetilcoenzima A e uma molécula CO₂. Ao final do ciclo do ácido cítrico, são formados: 2 CO₂ + 3 NADH + 2 FADH₂ + 1 GTP.

Na fosforilação oxidativa, realiza-se a maior parte da síntese de ATP gerada na respiração celular. Essa produção ocorre por causa da reoxidação das moléculas de NADH e FADH2, em que são liberados elétrons de alto nível energético que, após perderem seu excesso de energia, reduzem o gás oxigênio a moléculas de água, de acordo com as seguintes equações gerais: 2 NADH + 2 H⁺ + 2 O₂ → 2 NAD⁺ + H₂O e 2 FADH₂ + 2 O₂ → 2 FAD + H₂O.

Todas as nossas células oxidam glicídios para a obtenção de energia. Algumas, como as células nervosas do encéfalo, obtêm praticamente toda a energia que necessitam pela oxidação aeróbia da glicose. É por isso que nosso organismo precisa manter estável a taxa desse glicídio no sangue. Sua diminuição pode causar desmaio e até mesmo coma, por afetar diretamente o sistema nervoso. A glicose fica armazenada no fígado na forma de triglicerídios e é liberada no sangue quando há diminuição da glicemia.

Apesar da importância da oxidação dos glicídios nas células, a maior parte da energia utilizada pelo organismo é proveniente dos lipídios. A degradação de 1g de triglicerídio com formação de gás carbônico gera seis vezes mais ATP do que a oxidação de uma quantidade equivalente de glicogênio.