A fermentação do ácido láctico ocorre em condições anaeróbicas. Durante a fermentação do ácido láctico nas células, o piruvato produzido durante a glicólise é convertido em ácido láctico pela oxidação de um transportador de elétrons.
Durante a respiração celular, as reações da glicólise quebram a glicose, uma molécula com seis carbonos, em duas moléculas de piruvato, uma molécula com três carbonos. A glicólise também reduz o transportador de elétrons NAD + (nicotinamida adenina dinucleotídeo) para NADH. Em circunstâncias normais, as moléculas de piruvato são enviadas através do ciclo do ácido cítrico e as moléculas de NADH são enviadas através do transporte em cadeia de elétrons para serem oxidadas de volta ao NAD +, que é então reciclado e usado em uma nova reação de glicólise. O objetivo de todo o processo de respiração celular é produzir moléculas de ATP (trifosfato de adenosina), que é a moeda de energia da célula.
No entanto, quando há oxigênio insuficiente na célula, o piruvato não pode entrar no ciclo do ácido cítrico e o NADH não pode ser enviado para a cadeia de transporte de elétrons. Normalmente, tais condições ocorrem durante períodos de intensa atividade física, quando o suprimento de oxigênio ao tecido muscular não atende às reais necessidades do tecido. Nesses casos, o piruvato é fermentado em ácido lático por uma enzima chamada lactato desidrogenase. A reação de redução que converte o piruvato em ácido lático, por sua vez, oxida o NADH em NAD +, que entra novamente no ciclo da glicólise. Este processo, que ocorre em condições anaeróbicas, é denominado fermentação de ácido lático.