Quá trình tế bào tiêu hóa carbohydrate mà không sử dụng bất kỳ oxy nào gây ra quá trình lên men. Quá trình này chuyển hóa carbohydrate thành năng lượng và là rượu hoặc axit. Quá trình lên men cho phép sinh vật tồn tại mà không cần oxy, nhưng nó kém hiệu quả hơn nhiều so với quá trình hô hấp tế bào dựa trên oxy.
Quá trình lên men được thực hiện thường xuyên nhất bởi vi khuẩn, nấm men và cơ động vật. Nấm men thực hiện quá trình lên men ethanol, tạo ra cả ethanol và carbon dioxide. Chất này được con người sử dụng để tạo ra cả đồ uống có cồn và bánh mì. Cơ động vật thực hiện quá trình lên men axit lactic khi chúng đòi hỏi nhiều năng lượng hơn lượng oxy cần cung cấp. Quá trình lên men lactic cần nước cũng như cacbohydrat. Đây là kiểu lên men duy nhất không tạo ra khí như một sản phẩm phụ. Tùy thuộc vào loài, vi khuẩn có thể thực hiện quá trình lên men etanol hoặc axit lactic. Quá trình lên men axit lactic của vi khuẩn được sử dụng để sản xuất sữa chua. Một số loại nấm cũng thực hiện quá trình lên men axit lactic.
Một số loại sinh vật thực hiện cả quá trình lên men axit lactic và etanol. Điều này xảy ra khi chúng tiếp tục xử lý axit lactic, rất độc ở nồng độ cao. Ethanol và axit lactic không phải là chất thải duy nhất của quá trình lên men. Một số sinh vật tạo ra các sản phẩm hữu ích khác, chẳng hạn như khí hydro hoặc metan, từ quá trình lên men.
