异化作用的实质是生物体内的大分子，包括蛋白质、脂类和糖类被氧化并在氧化过程中放出能量。能量中的部分为ADP转化为ATP的反应吸收，并由ATP作为储能物质供其他需要。有氧的异化作用中，糖、脂类、蛋白质等变为含羧基的化合物并进行了脱羧的酶促反应，生成二氧化碳；而氢则由脱氢酶激活在线粒体内经过唿吸链的传递将底物还原逐步释放能量，自身被氧化生成水。无氧的异化作用缺乏氧这一氧化剂，不能完全将大分子分解，释放出其中的能量。