Quá trình lên men kéo dài quá trình đường phân, giai đoạn đầu tiên của quá trình trao đổi chất, để tạo ra năng lượng có thể sử dụng được, trong khi hô hấp kỵ khí sử dụng các phân tử không phải oxy để hoàn thành chu trình trao đổi chất. Cả hai đều là phương pháp được sử dụng để sản xuất ATP, đơn vị tiền tệ năng lượng của tế bào, trong điều kiện thiếu oxy. Hô hấp kỵ khí tạo ra nhiều năng lượng hơn quá trình lên men, nhưng được ít sinh vật sử dụng hơn trong các tình huống cụ thể.
Lên men là một cách cực kỳ phổ biến để lấy năng lượng từ thực phẩm trong điều kiện không có đủ oxy. Nhiều vi sinh vật sử dụng quá trình lên men, như nấm men sản xuất etanol, hoặc các tế bào động vật, nấm hoặc vi khuẩn tạo ra axit lactic. Lên men axit lactic là những gì xảy ra khi một động vật, chẳng hạn như con người, phải hoạt động cơ bắp hoặc các chức năng khác của chúng ngoài lượng oxy mà nó có thể cung cấp. Các tế bào của chúng sau đó sử dụng quá trình đường phân để biến đổi phân tử NADH thành ion NAD, cho phép sản xuất một lượng nhỏ ATP. Quá trình này rất kém hiệu quả so với quá trình hô hấp tế bào bình thường.
Quá trình trao đổi chất kỵ khí chủ yếu tồn tại ở vi khuẩn, bao gồm cả vi khuẩn ở nhiều vùng ruột động vật. Những sinh vật này sử dụng chất nhận electron không phải oxy để hoàn thành chu trình trao đổi chất của chúng. Các sinh vật đường ruột thường sử dụng carbon dioxide như một chất nhận điện tử. Sử dụng carbon dioxide theo cách này sẽ tạo ra khí metan hoặc axit axetic, tùy thuộc vào sinh vật.
