Die Fermentation findet im Zytoplasma der Zelle statt. In prokaryotischen Zellen finden alle Stoffwechselvorgänge im Zytoplasma statt; in eukaryontischen Zellen findet nur die Fermentation im Zytoplasma statt. Andere Atmungsformen bei Eukaryoten finden in den Mitochondrien statt.
In eukaryontischen Zellen erfolgt die Fermentation im Allgemeinen in Abwesenheit von Sauerstoff. Eine Ausnahme von dieser Regel bilden Hefen, die auch in Umgebungen mit Sauerstoffverfügbarkeit fermentiert werden. Stoffwechselvorgänge in den Mitochondrien benötigen Sauerstoff, weshalb im Zytoplasma eine Fermentation stattfindet.
In Hefen entsteht durch die Fermentation Ethanol. Tierzellen und Prokaryoten, die Fermentation nutzen, produzieren Milchsäure. Bei Tieren ist die Milchsäuregärung ein Rückfallprozess, der in Muskelzellen verwendet wird, wenn kein Sauerstoff verfügbar ist. Diese Art der Fermentation findet nur in den Muskelzellen von Säugetieren statt.
Milchsäure produzierende Bakterien werden bei der Herstellung von fermentierten Lebensmitteln verwendet. Dazu gehören Joghurt, Sauerkraut, Kimchi und einige Sauerbiersorten. Andere Biere und Weine werden mit ethanolproduzierender Hefegärung hergestellt. Brotteig geht durch Hefegärung auf; Das als Abfallprodukt anfallende Kohlendioxid bildet die Blasen, die dem Teig seine Struktur verleihen. Industriell wird die Fermentation zur Herstellung von Biokraftstoffen, bei der Wasserstoffproduktion und zur Behandlung von menschlichen Abfällen in Wasseraufbereitungsanlagen verwendet.
