Glikoliza zachodzi w cytoplazmie komórki i może występować z tlenem lub bez niego. Jednak bez obecności tlenu faza glikolizy w oddychaniu komórkowym nie wytwarza dodatkowego trifosforanu adenozyny lub ATP.
Glikoliza zachodzi na dwa sposoby: tlenowy z tlenem i beztlenowy bez tlenu. Glikoliza tlenowa jest pierwszym etapem oddychania komórkowego. Podczas tego 10-etapowego procesu, tlen odgrywa rolę w rozkładaniu pojedynczej cząsteczki glukozy w celu wytworzenia trzech ATP, dwóch kwasów pirogronowych i dwóch dinukleotydu nikotynamidoadeninowego. Aby to osiągnąć, tlen utlenia glukozę, wytwarzając produkty uboczne. Kiedy tlen jest obecny, komórka produkuje 34 więcej ATP, które następnie wykorzystuje do energii. Podczas beztlenowej glikolizy zachodzi fermentacja. U ludzi prowadzi to do wytwarzania kwasu mlekowego, ale bez dodatkowego ATP. W roślinach fermentacja prowadzi do alkoholu.
Glikemia musi zachodzić, aby komórki mogły zasilać ich działalność. Niektóre komórki mogą przetrwać czasowo, stosując tlenową glikolizę, taką jak mięśnie podczas ćwiczeń. Inni potrzebują stałej podaży ATP i glukozy, takich jak mózg, który zaczyna się wyłączać po krótkim okresie bez nich. Proces odbywa się wewnątrz komórek po podaniu insuliny w glukozie. Glikoliza stanowi część szerszego cyklu kwasu cytrynowego.
