Glykolyse findet im Zytoplasma der Zelle statt und kann mit oder ohne Sauerstoff erfolgen. Ohne Sauerstoff produziert die Glykolysephase der Zellatmung jedoch kein zusätzliches Adenosintriphosphat oder ATP.
Die Glykolyse findet auf zwei Arten statt: aerob mit Sauerstoff und anaerob ohne Sauerstoff. Die aerobe Glykolyse ist die erste Stufe der Zellatmung. Während dieses 10-stufigen Prozesses spielt Sauerstoff eine Rolle beim Abbau eines einzelnen Glukosemoleküls, um drei ATP, zwei Brenztraubensäure und zwei Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid zu produzieren. Um dies zu erreichen, oxidiert Sauerstoff die Glucose, um die Nebenprodukte zu produzieren. Wenn Sauerstoff vorhanden ist, produziert die Zelle 34 mehr ATP, das sie dann zur Energiegewinnung nutzt. Bei der anaeroben Glykolyse findet eine Fermentation statt. Dies führt beim Menschen zur Produktion von Milchsäure, jedoch ohne zusätzliches ATP. In Pflanzen führt die Fermentation zu Alkohol.
Glykolyse muss stattfinden, damit Zellen ihre Aktivitäten antreiben können. Einige Zellen können durch aerobe Glykolyse vorübergehend überleben, beispielsweise die Muskeln während des Trainings. Andere brauchen eine ständige Zufuhr von ATP und Glukose, wie zum Beispiel das Gehirn, das nach kurzer Zeit ohne sie abschaltet. Der Prozess findet innerhalb der Zellen statt, nachdem Insulin Glukose in sie transportiert. Die Glykolyse ist Teil des breiteren Zitronensäurezyklus.
