柠檬酸循环可以代谢糖类、脂质，以及大部分氨基酸，因爲这三类物质都能转换爲乙酰辅酶A或柠檬酸循环的中间体，从而进入柠檬酸循环之中。另外，柠檬酸循环的许多中间体可供生物体利用。当中间产物不足时，可通过添补反应对中间产物进行补充。生物体最重要的填补反应是在丙酮酸羧化酶催化下，以一分子丙酮酸和一分子二氧化碳分子爲原料，合成一分子草酰乙酸的反应。柠檬酸循环发生于线粒体基质中，但也会部分地在线粒体内膜或嵴膜上发生。
发现.1930年代，柠檬酸循环中的一些化学反应就已由阿尔伯特·圣捷尔吉阐明