Schemat przedstawia proces glikolizy. Każdy organizm musi w pewien sposób pozyskiwać energię do życia. Procesem, który to umożliwia, jest między innymi katabolizm cukrów, podczas którego utleniane są substancje odżywcze, w celu pozyskania energii użytecznej biologicznie. Taka energia będzie wykorzystywana do wielu innych procesach w zachodzących w komórce. Katabolizm cukrów może zachodzić w warunkach tlenowych lub w sposób beztlenowy, a glikoliza jest ich wspólnym etapem. Glikoliza zachodzi na terenie cytozolu i polega na rozkładzie jednej cząsteczki glukozy do dwóch cząsteczek pirogronianu, czego skutkiem jest wydzielenie dwóch cząsteczek ATP jako zysk energetyczny netto. Glikoliza składa się z szeregu reakcji enzymatycznych, a substratem do pierwszej z nich jest glukoza, która ulega fosforylacji do glukozo‑6-fosforanu. Do tego etapu niezbędne jest wykorzystanie jednej cząsteczki ATP. Następnie glukozo‑6-fosforan ulega izomeryzacji do fruktozo‑6-fosforanu, a cząsteczka ta przyłącza drugą resztę fosforanową, również pochodzącą z ATP. W ten sposób powstaje fruktozo‑1,6‑bisfosforan. Te pierwsze reakcje glikolizy umożliwiają aktywację glukozy do dalszych przemian, co pozwala następnie na rozkład sześciowęglowej cząsteczki na dwie cząsteczki trzywęglowe. To fosfodihydroksyaceton oraz aldehyd 3‑fosfoglicerynowy. Te ufosforylowane triozy mogą w siebie izomeryzować, jednak do kolejnych etapów będzie wykorzystywany tylko aldehyd 3‑fosfoglicerynowy. Cząsteczka ta ulega utlenieniu do kwasu, czemu towarzyszy redukcja NAD+ do NADH. Podczas tej reakcji wydziela się porcja energii, która umożliwia przyłączenie wolnego fosforanu do tworzącego się kwasu 1,3‑bisfosfoglicerynowego. Taka reszta fosforanowa jest w tym momencie zaktywowana, dzięki przyłączeniu do związku organicznego, a następnie będzie ona przeniesiona na ADP podczas reakcji fosforylacji substratowej. Powstała w ten sposób cząsteczka ATP jest zyskiem energetycznym komórki. Kwas 3‑fosfoglicerynowy, który posiada nadal jedną resztę fosforanową ulega izomeryzacji, a powstała cząsteczka ulega odwodnieniu do fosfoenolopirogronianu, który oddaje swoją resztę fosforanową na ADP podczas drugiej reakcji fosforylacji substratowej. W ten sposób powstaje pirogronian, będący ostatecznym produktem glikolizy. Zużyte zostały 2 cząsteczki ATP i 2 cząsteczki ATP zostały zsyntetyzowane, czyli bilans energetyczny zostaje wyrównany. Zysk energetyczny glikolizy jest wynikiem procesu. Do tej pory powstała jedna cząsteczka trzywęglowego pirogronianu z sześciowęglowej glukozy. Druga z cząsteczek pirogronianu powstaje z tej samej cząsteczki glukozy. Fruktozo‑1,6‑bisfosforan ulega rozpadowi na dwie triozy, a fosfodihydroksyaceton może ulec izomeryzacji do aldehydu 3‑fosfoglicerynowego. Cząsteczka ta może teraz ulec takim samym przemianom, jak opisane wcześniej. Przekształcenie kolejnego aldehydu 3‑fosfoglicerynowego do pirogronianu umożliwi wytworzenie kolejnych dwóch cząsteczek ATP. Podczas glikolizy jednej cząsteczki glukozy zużywane są dwie cząsteczki ATP i powstają cztery, czego wynikiem są dwie cząsteczki ATP, będące zyskiem energetycznym netto tego szlaku metabolicznego. Powstały w ten sposób pirogronian może być wykorzystany do dalszych przemian i w zależności od możliwości komórki może on być zużyty podczas kolejnych etapów oddychania tlenowego, beztlenowego lub ulec redukcji, na przykład do mleczanu podczas beztlenowej fermentacji.

Podczas pierwszych reakcji glikolizy zużywane są dwie cząsteczki ATP, co można nazwać fazą inwestycji energetycznej. Inwestycja ta zwraca się w kolejnych reakcjach, ponieważ w wyniku fosforylacji substratowych powstają cztery cząsteczki ATP. Jednocześnie pochodzące z utleniania glukozy elektrony są przenoszone na NAD⁺, ulegające redukcji do NADH. Powstałe w ten sposób zredukowane formy uniwersalnych przenośników elektronów i protonów mogą w warunkach tlenowych być transportowane do mitochondrium, gdzie ulegają utlenieniu z wykorzystaniem łańcucha oddechowego. Jeśli komórka nie jest zdolna do oddychania tlenowego, to powstałe w wyniku glikolizy NADH i H⁺ są zużywane do redukcji pirogronianu podczas fermentacji.