Während der Gärung werden Kohlenhydrate wie Glukose oder Stärke in Abwesenheit von Sauerstoff zu Alkohol oder Säuren umgewandelt. Dieser Prozess umfasst mehrere Enzymschritte. Zunächst wird Glukose durch Glykolyse in Pyruvat umgewandelt. Bei der alkoholischen Gärung wird Pyruvat in zwei Schritten zu Ethanol und Kohlendioxid abgebaut: Zuerst wandelt das Enzym Pyruvatdecarboxylase Pyruvat in Acetaldehyd und CO2 um, dann reduziert Alkoholdehydrogenase Acetaldehyd zu Ethanol. Bei der Milchsäuregärung wird Pyruvat durch das Enzym Lactatdehydrogenase direkt zu Laktat reduziert. Diese Prozesse finden in Hefen, anaeroben Bakterien und Muskelzellen von Tieren statt und ermöglichen die ATP-Gewinnung unter anaeroben Bedingungen.