Fermentation verlängert die Glykolyse, die erste Stufe des Stoffwechsels, um nutzbare Energie zu produzieren, während bei der anaeroben Atmung andere Moleküle als Sauerstoff verwendet werden, um den Stoffwechselzyklus zu vervollständigen. Beides sind Methoden zur Herstellung von ATP, der Energiewährung der Zelle, in Abwesenheit von Sauerstoff. Anaerobe Atmung produziert mehr Energie als Fermentation, wird aber in ganz bestimmten Situationen von weniger Organismen verbraucht.
Fermentation ist eine sehr verbreitete Methode, um Energie aus der Nahrung zu gewinnen, wenn nicht genügend Sauerstoff vorhanden ist. Viele Mikroorganismen verwenden Fermentation, wie Hefe, die Ethanol produziert, oder tierische, Pilz- oder Bakterienzellen, die Milchsäure produzieren. Milchsäuregärung tritt auf, wenn ein Tier wie ein Mensch seine Muskeln oder andere Funktionen über den Sauerstoff hinaus ausüben muss, den es liefern kann. Ihre Zellen nutzen dann die Glykolyse, um das NADH-Molekül in das NAD-Ion umzuwandeln, wodurch die Produktion kleiner Mengen ATP ermöglicht wird. Dieser Prozess ist im Vergleich zur normalen Zellatmung sehr ineffizient.
Anaerober Stoffwechsel existiert hauptsächlich in Bakterien, einschließlich der Bakterien in vielen tierischen Darmtrakten. Diese Organismen verwenden andere Elektronenakzeptoren als Sauerstoff, um ihre Stoffwechselzyklen abzuschließen. Darmorganismen verwenden üblicherweise Kohlendioxid als einen Elektronenakzeptor. Bei dieser Verwendung von Kohlendioxid entsteht je nach Organismus Methan oder Essigsäure.
