Tế bào sử dụng năng lượng để phát triển, điều chỉnh quá trình trao đổi chất và sinh sản. Năng lượng này có được từ một nguồn như phân tử thực phẩm hoặc ánh sáng từ mặt trời và thông qua các quá trình như đường phân, chu trình axit xitric và quá trình phosphoryl hóa oxy hóa, một phân tử giàu năng lượng sau đó được tạo ra. Sau đó, tế bào có thể sử dụng năng lượng trong phân tử protein để giúp nó hoạt động.
Cơ quan cung cấp năng lượng của tế bào động vật được gọi là ti thể. Ở thực vật, lục lạp thực hiện một chức năng tương tự. Tế bào nhân chuẩn hoặc tế bào chứa nhân (bao gồm cả tế bào thực vật và động vật), có thể sử dụng ba chế độ khác nhau để tạo ra các phân tử năng lượng từ một nguồn năng lượng.
Glycolysis, còn được gọi là lên men, liên quan đến việc phân chia một phân tử glucose (đường) thành hai phân tử của một chất mới được gọi là pyruvate. Không cần oxy cho phản ứng này, nhưng nếu có một số oxy thì các phân tử pyruvate có thể đi vào ty thể để chuyển hóa thành hai phân tử acetyl-CoA và một phân tử carbon dioxide. Quá trình năng lượng cụ thể này được gọi là chu trình axit xitric.
Quá trình thứ ba và cũng là quá trình cuối cùng là quá trình phosphoryl hóa oxy hóa, bao gồm một gradien hình thành khi các điện tử đi qua các phức hợp protein ở màng trong của ti thể.
Nếu có một nguồn năng lượng dồi dào, tế bào cũng có thể tạo ra các phân tử lớn hơn để dự trữ cho sau này, được gọi là polysaccharid và lipid (đường và chất béo).
