Während einer Sauerstoffschuld braucht eine Muskelzelle mehr Energie, als ihre Sauerstoffversorgung normalerweise zulässt, daher baut sie Glukose nur teilweise ab und produziert Milchsäure als Abfallprodukt anstelle von Wasser und Kohlendioxid. Dies Milchsäure muss durch Sauerstoff abgebaut werden, sobald der Spiegel wieder ansteigt.
Die Verwendung von Glukose ist in einer Muskelzelle, die Sauerstoffmangel ansammelt, weit weniger effizient als üblich. Jedes zu Milchsäure aufgespaltene Glukosemolekül liefert nur etwa 5 Prozent der Energie, die ein Glukosemolekül mit ausreichend Sauerstoff abgeben würde. Diese Milchsäure trägt zu Muskelermüdung und Muskelversagen bei. Sobald der hohe Energieverbrauch aufhört, wird die Milchsäure mit Sauerstoff kombiniert, um Kohlendioxid und Wasser zu bilden, genau wie bei der normalen aeroben Atmung.
Milchsäuregärung wird sowohl von Muskelzellen als auch von einigen Bakterien verwendet. Andere Bakterien und Hefen verwenden die Ethanolfermentation, wodurch Alkohol anstelle von Milchsäure als Abfallprodukt entsteht. Beide Arten der Fermentation werden bei der Herstellung von Lebensmitteln verwendet. Die Milchsäuregärung wird bei der Herstellung von Joghurt und Sauerkraut verwendet. Die Ethanolfermentation wird bei der Herstellung von Brot und alkoholischen Getränken verwendet. Es wird auch bei der Herstellung von Ethanolkraftstoffen verwendet.
