Nach der Glykolyse gelangen die geladenen Pyruvatmoleküle durch einen aktiven Transport in die Mitochondrien und durchlaufen drei enzymatische Reaktionen. Diese Reaktionen sorgen dafür, dass Pyruvat in den nächsten Stoffwechselweg gelangen kann, so dass die in den Pyruvatmolekülen gespeicherte Energie von den Zellen genutzt werden kann.

Zuerst entfernt das Enzym Pyruvat-Dehydrogenase die Carboxylgruppe des Pyruvats und setzt sie als Kohlendioxid frei. Das abgetrennte Molekül wird dann oxidiert und setzt Elektronen frei, die dann von NAD+ aufgenommen werden um NADH zu bilden, wobei sich Acetat bildet.

Schließlich bindet sich Coenzym A über sein Schwefelatom an das Acetat, um Acetyl-Coenzym A oder Acetyl-CoA zu bilden. Coenzym A ist eine schwefelhaltige Verbindung, die von einem B Vitamin abstammt. Acetyl-CoA geht dann in den Citratzyklus über, wo es weiter oxidiert wird.