A fermentação estende a glicólise, o primeiro estágio do metabolismo, para produzir energia utilizável, enquanto a respiração anaeróbica usa outras moléculas além do oxigênio para completar o ciclo metabólico. Ambos são métodos usados para produzir ATP, a moeda energética da célula, na ausência de oxigênio. A respiração anaeróbica produz mais energia do que a fermentação, mas é usada por menos organismos em situações muito específicas.
A fermentação é uma forma extremamente comum de obter energia dos alimentos na ausência de oxigênio suficiente. Muitos microrganismos usam a fermentação, como o etanol que produz levedura, ou células animais, fúngicas ou bacterianas que produzem ácido láctico. A fermentação do ácido láctico é o que ocorre quando um animal, como um ser humano, deve exercer seus músculos ou outras funções além do oxigênio que pode fornecer. Suas células então usam a glicólise para transformar a molécula de NADH no íon NAD, permitindo a produção de pequenas quantidades de ATP. Este processo é muito ineficiente em relação à respiração celular normal.
O metabolismo anaeróbico existe principalmente em bactérias, incluindo as bactérias em muitos tratos intestinais de animais. Esses organismos usam outros aceptores de elétrons além do oxigênio para completar seus ciclos metabólicos. Os organismos intestinais comumente usam dióxido de carbono como um aceptor de elétrons. Usar o dióxido de carbono dessa forma produz metano ou ácido acético, dependendo do organismo.