El proceso de las células que digieren los carbohidratos sin usar oxígeno causa la fermentación. convierte los carbohidratos en energía y en alcohol o ácido. La fermentación permite a los organismos sobrevivir sin oxígeno, pero es mucho menos eficiente que la respiración celular basada en oxígeno.
La fermentación se realiza con mayor frecuencia por bacterias, levaduras y músculos de los animales. Las levaduras realizan la fermentación de etanol, que genera tanto etanol como dióxido de carbono. Esto es usado por los humanos para crear tanto bebidas alcohólicas como pan. Los músculos de los animales realizan la fermentación del ácido láctico cuando requieren más energía de la que tienen para proporcionarles oxígeno. La fermentación del ácido láctico requiere agua, así como hidratos de carbono. Es el único tipo de fermentación que no produce un gas como subproducto. Dependiendo de la especie, las bacterias pueden realizar una fermentación con etanol o ácido láctico. La fermentación bacteriana del ácido láctico se utiliza para producir yogur. Ciertos hongos también realizan fermentación con ácido láctico.
Algunos tipos de organismos realizan fermentación con ácido láctico y etanol. Esto ocurre cuando procesan más el ácido láctico, que es muy tóxico en altas concentraciones. El etanol y el ácido láctico no son los únicos productos de desecho de la fermentación. Algunos organismos crean otros productos útiles, como hidrógeno gaseoso o metano, a partir de la fermentación.