Respirația anaerobă se referă la defalcarea enzimatică a zahărului pentru energie în absența oxigenului. Majoritatea celulelor din corpul uman pot efectua respirația anaerobă, cel puțin pentru perioade scurte de timp. O moleculă de glucoză metabolizată anaerob la piruvat produce două molecule de adenozin trifosfat (ATP); acest lucru este un randament scazut in comparatie cu respiratia aeroba, in care 36 de molecule ATP sunt generate pentru fiecare molecula de glucoza metabolizat.
Spre deosebire de respirația aerobă, care utilizează organele speciale numite mitocondrii pentru a sintetiza ATP, respirația anaerobă se bazează exclusiv pe fosforilarea substratului în citoplasmă. Strategia de bază este transferarea unei grupări fosfatice bogate în energie de la un derivat de glucoză cu trei atomi de carbon la adenozin difosfat (ADP), care are ca rezultat formarea de ATP.
Există două reacții specifice de fosforilare în respirația anaerobă responsabilă de producerea de ATP. Mai întâi, fosfoglicerat kinaza convertește 1,3 bisfosfogliceratul în 3-fosfoglicerat, obținându-se un ATP. În al doilea rând, piruvat kinaza îndepărtează o grupă de fosfat din piruvatul fosfoenolic, transformându-l în piruvat și convertând simultan ADP în ATP.În absența oxigenului, piruvatul poate fi transformat în acid lactic, acid acetic (oțet) sau etanol. Primele două produse sunt capetele morții metabolice din celulele umane. Ultima cale se găsește în drojdia de bere. De asemenea, cunoscut sub numele de fermentație, este baza producției de vin și de bere în întreaga lume.