Le cellule della maggior parte degli organismi, comprese le piante e gli animali, ottengono energia utilizzabile attraverso la respirazione aerobica, la versione che richiede ossigeno della respirazione cellulare. La respirazione aerobica è costituita da quattro fasi principali: glicolisi, ossidazione del piruvato, ciclo dell'acido citrico e fosfororilazione ossidativa. Il terzo stadio importante, il ciclo dell'acido citrico, è noto anche come ciclo Krebs o ciclo di acido tricarbossilico (TCA).

Per ogni molecola di glucosio che subisce la respirazione cellulare, il ciclo dell'acido citrico viene eseguito due volte; questo perché la glicolisi (il primo stadio della respirazione aerobica) produce due molecole di pirone per molecola di glucosio. Durante l'ossidazione dei pirivi (il secondo stadio della respirazione aerobica), ogni molecola di pirata viene convertita in una molecola di acetil-CoA, l'input nel ciclo dell'acido citrico. Pertanto, per ogni molecola di glucosio, vengono prodotte due molecole di acetil-CoA. Ognuna delle due molecole di acetil-CoA passa una volta attraverso il ciclo dell'acido citrico.

Il ciclo dell'acido citrico inizia con la fusione di acetil-CoA e ossalacetatp per formare acido citrico. Per ogni molecola acetil-CoA, i prodotti del ciclo dell'acido citrico sono due molecole di biossido di carbonio, tre molecole NADH, una molecola FADH₂ e una molecola GTP/ATP. Pertanto, per ogni molecola di glucosio (che genera due molecole di acetil-CoA), il ciclo dell'acido citrico produce quattro molecole di biossido di carbonio, sei molecole NADH, due molecole FADH2 e due molecole GTP/ATP. Il ciclo dell'acido citrico rigenera anche l'ossalacetate, la molecola che avvia il ciclo.

Mentre la resa ATP del ciclo dell'acido citrico è modesta, la generazione di coenzimi NADH e FADH₂ è fondamentale per la produzione di ATP nella fase finale della respirazione cellulare, del fosforo ossidativo. Questi coenzivi agiscono come vettori di elettroni e donano i loro elettroni alla catena di trasporto degli elettroni, guidando infine la produzione della maggior parte dell'ATP prodotta dalla respirazione cellulare.