Fermentacja rozszerza proces glikolizy, pierwszego etapu metabolizmu, w celu wytworzenia użytecznej energii, podczas gdy oddychanie beztlenowe wykorzystuje cząsteczki inne niż tlen, aby ukończyć cykl metaboliczny. Obie metody są używane do produkcji ATP, waluty energetycznej komórki, przy braku tlenu. Oddychanie beztlenowe wytwarza więcej energii niż fermentacja, ale jest wykorzystywane przez mniej organizmów w bardzo specyficznych sytuacjach.
Fermentacja to niezwykle powszechny sposób pozyskiwania energii z pożywienia przy braku wystarczającej ilości tlenu. Wiele drobnoustrojów stosuje fermentację, podobnie jak etanol wytwarzający drożdże, lub komórki zwierzęce, grzybowe lub bakteryjne wytwarzające kwas mlekowy. Fermentacja kwasu mlekowego ma miejsce, gdy zwierzę, takie jak człowiek, musi wywierać swoje mięśnie lub inne funkcje poza dostarczany przez nie tlen. Ich komórki następnie wykorzystują glikolizę do transformacji cząsteczki NADH w jon NAD, umożliwiając wytwarzanie niewielkich ilości ATP. Ten proces jest bardzo nieefektywny w stosunku do normalnego oddychania komórkowego.
Metabolizm beztlenowy występuje głównie w bakteriach, w tym bakteriach w wielu jelitach zwierzęcych. Organizmy te wykorzystują akceptory elektronów inne niż tlen do zakończenia swoich cykli metabolicznych. Organizmy jelitowe zwykle używają dwutlenku węgla jako jednego akceptora elektronów. W ten sposób dwutlenek węgla wytwarza metan lub kwas octowy, w zależności od organizmu.
