柠檬酸循环是 线粒体基质中发生的闭环反应， 包括氧化还原，脱水，水合， 和脱羧反应。 它的名字来源于中间体化合物柠檬酸， Hans Krebs首先描述了这些步骤， 这种有氧通路也称为克雷布斯周期， 通过一系列八个酶促步骤， 在葡萄糖分解代谢中至关重要。 首先，乙酰辅酶A 由丙酮酸氧化得到的化合物 将其缩醛基团捐赠给四碳分子草酰乙酸 形成六碳中间体柠檬酸盐。

虽然它的CoA组与自我水合基团， 结合并扩散， 最终与另一个乙酰基结合。 然后除去水分子并更换， 将柠檬酸盐转化为异柠檬酸异构体。 然后将分子氧化，将NAD +还原为NADH和H +， 和二氧化碳分子， 形成五碳α-酮戊二酸。

该产品释放出另一种二氧化碳分子 和两个电子，将另一个NAD +还原为NADH 和一个质子。 让分子具有不稳定的键， 其中辅酶A附着形成琥珀酰CoA。 在下一步中，辅酶 被磷酸基团取代。

然后将磷酸盐转移到GDP中，形成琥珀酸盐 和GTP，其可用于产生ATP。 在步骤6期间，琥珀酸盐 被来自氢原子的两个电子氧化 转化为电子载体黄素腺嘌呤二核苷酸FAD 以产生FADH2和富马酸盐。 然后将水加入到所得分子中， 并在键重排形成苹果酸盐后。

最后这个分子被氧化了， 将NAD +还原为NADH和H +， 再生原始化合物草酰乙酸。 最后，每个循环产生三个NADH和一个FADH2。 用于电子传输链 的高能电子载流子。