O processo de digestão de carboidratos pelas células sem usar oxigênio causa a fermentação. Ele converte o carboidrato em energia e em álcool ou ácido. A fermentação permite que os organismos sobrevivam sem oxigênio, mas é muito menos eficiente do que a respiração celular baseada em oxigênio.
A fermentação é mais frequentemente realizada por bactérias, leveduras e músculos de animais. As leveduras realizam a fermentação do etanol, que gera etanol e dióxido de carbono. Isso é usado por humanos para criar bebidas alcoólicas e pão. Os músculos dos animais realizam a fermentação do ácido láctico quando requerem mais energia do que o oxigênio para fornecer. A fermentação do ácido láctico requer tanto água quanto carboidratos. É o único tipo de fermentação que não produz gás como subproduto. Dependendo da espécie, as bactérias podem realizar a fermentação com etanol ou com ácido lático. A fermentação bacteriana do ácido láctico é usada para produzir iogurte. Certos fungos também realizam fermentação de ácido láctico.
Alguns tipos de organismos realizam a fermentação do ácido lático e do etanol. Isso ocorre quando eles processam o ácido láctico, que é muito tóxico em altas concentrações. O etanol e o ácido láctico não são os únicos resíduos da fermentação. Alguns organismos criam outros produtos úteis, como gás hidrogênio ou metano, a partir da fermentação.