La mayoría de los organismos eucariotas requieren oxígeno para sobrevivir y funcionar adecuadamente. Estos organismos producen grandes cantidades de energía durante la respiración aeróbica mediante la metabolización de la glucosa y el oxígeno en dióxido de carbono y agua. Sin embargo, la mayoría de los eucariotas pueden generar algo de energía en ausencia de oxígeno por metabolismo anaeróbico.

La respiración aeróbica se lleva a cabo a través de una serie de reacciones de oxidación-reducción que terminan cuando el oxígeno, el aceptador final de electrones) se reduce al agua. En ausencia de oxígeno, esta reacción no puede continuar. En su lugar, las células regeneran la NADH producida durante la glucólisis mediante el uso de una molécula orgánica, como el piruvato, como el aceptador final de electrones. El proceso de uso de una molécula orgánica para regenerar NAD⁺ de NADH se llama fermentación.

Existen dos tipos de fermentación a base de los productos finales de la reacción: 1) fermentación del ácido láctico y 2) fermentación alcohólica. En los mamíferos, la fermentación del ácido láctico se lleva a cabo en los glóbulos rojos que no pueden respirar aeróbicamente debido a la falta de mitocondrias, así como en los músculos esqueléticos durante el ejercicio extenuante. También ocurre en ciertas bacterias, como las que se encuentran en el yogur. En esta reacción, el piruvato y el NADH se convierten en ácido láctico y NAD⁺.

La fermentación alcohólica es un proceso de dos pasos. En el primer paso, el piruvato se convierte en dióxido de carbono y acetaldehído. En el segundo paso, el acetaldehído actúa como un aceptador de electrones y se reduce a etanol con la conversión concomitante de NADH en NAD⁺. En general, la fermentación del alcohol convierte el piruvato y el NADH en etanol, dióxido de carbono y NAD⁺. Las levaduras utilizan la fermentación del alcohol para convertir los azúcares en dióxido de carbono y etanol. Este proceso se utiliza para producir bebidas alcohólicas como la cerveza y el vino.