Il metabolismo del glucosio è un processo fondamentale per la produzione di energia nelle cellule degli organismi viventi.

La glicolisi rappresenta la prima fase del metabolismo del glucosio, durante la quale una molecola di glucosio viene scissa in due molecole di piruvato. Questo processo può avvenire in condizioni aerobiche o anaerobiche. Nella glicolisi anaerobica, in assenza di ossigeno, il piruvato viene convertito in acido lattico, mentre nella glicolisi aerobica il piruvato entra nel mitocondrio per continuare il processo di respirazione cellulare. La glicolisi avviene nel citoplasma della cellula e produce una quantità limitata di ATP.

Il ciclo di Krebs, anche noto come ciclo dell'acido citrico, rappresenta la seconda fase della respirazione cellulare. Questo processo avviene nella matrice mitocondriale, dove il piruvato viene completamente ossidato per produrre CO2, NADH e FADH2. Questi ultimi due composti sono fondamentali per la fosforilazione ossidativa, l'ultima fase del metabolismo che avviene nella membrana interna dei mitocondri. Durante la fosforilazione ossidativa, gli elettroni trasportati dal NADH e FADH2 attraverso la catena di trasporto degli elettroni permettono la produzione della maggior parte dell'ATP cellulare. L'ossidazione del glucosio completa produce teoricamente 38 molecole di ATP per ogni molecola di glucosio, anche se nella realtà il rendimento è leggermente inferiore a causa di perdite energetiche. Questo processo è essenziale per fornire l'energia necessaria a tutte le attività cellulari.