Oksijen kullanmadan karbonhidratları sindiren hücrelerin işlemi fermantasyona neden olur. Karbonhidratı enerjiye ve bir alkole veya aside dönüştürür. Fermantasyon organizmaların oksijensiz hayatta kalmalarını sağlar, ancak oksijen bazlı hücresel solunumdan çok daha az etkilidir.
Fermantasyon en sık bakteri, maya ve hayvan kasları tarafından gerçekleştirilir. Mayalar hem etanol hem de karbon dioksit üreten etanol fermantasyonunu gerçekleştirir. Bu, insanlar tarafından hem alkollü içecekler hem de ekmek oluşturmak için kullanılır. Hayvan kasları, sağladıkları oksijenden daha fazla enerjiye ihtiyaç duyduklarında laktik asit fermantasyonunu gerçekleştirir. Laktik asit fermantasyonu karbonhidratlar kadar su da gerektirir. Yan ürün olarak gaz üretmeyen tek fermantasyon türüdür. Türlere bağlı olarak, bakteriler etanol veya laktik asit fermantasyonunu gerçekleştirebilir. Yoğurt üretmek için bakteriyel laktik asit fermantasyonu kullanılır. Bazı mantarlar laktik asit fermantasyonunu da gerçekleştirir.
Bazı organizmalar hem laktik asit hem de etanol fermantasyonunu gerçekleştirir. Bu, yüksek konsantrasyonlarda çok toksik olan laktik asidi daha fazla işlediklerinde meydana gelir. Etanol ve laktik asit, fermantasyonun tek atık ürünü değildir. Bazı organizmalar, fermantasyondan hidrojen gazı veya metan gibi başka faydalı ürünler de oluşturur.
