Glukose ist der primäre Brennstoff für die Zellatmung. Durch den Prozess der Zellatmung wird Zucker in CO2 und H2O zerlegt, um ATP zu erzeugen, das für die Zellarbeit verwendet werden kann.
Die Zellatmung erfolgt aerob, um etwa 38 ATP-Moleküle für jedes Glucosemolekül zu ergeben. Die aerobe Atmung besteht aus vier Phasen: Glykolyse, einer Übergangsreaktion, dem Krebs-Zyklus und der Elektronentransportkette.
Glykolyse findet im Zytoplasma statt und spaltet ein Glukosemolekül in zwei Pyruvatmoleküle. Bei der Übergangsreaktion wird Pyruvat in die Mitochondrien transportiert und in Acetyl-CoA umgewandelt. Der Krebs-Zyklus entfernt dann Wasserstoffpaare von Acetyl-CoA in der mitochondrialen Matrix. Im letzten Schritt werden die von NADH getragenen Wasserstoffe die Elektronentransportkette in den mitochondrialen Christae entlang geleitet, um ATP zu produzieren.