Es la serie de reacciones donde los compuestos orgánicos formados por anabolismo como carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos se degradan en moléculas más pequeñas (monómeros) y se libera la energía para realizar múltiples funciones celulares como, síntesis de proteínas, respiración, fotosíntesis y reproducción.

Las células regulan las reacciones metabólicas con un tipo específico de proteínas llamadas enzimas, éstas catalizan las reacciones sin que se alteren molecularmente. La acción de transformación de los sustratos la realizan las enzimas debido a la estructura química tridimensional que le proporcionan pocos aminoácidos, es decir, poseen uno o más sitios activos donde se unen al sustrato de forma específica (1). Esto se representa con el modelo del complejo enzima-sustrato (E-S) (2).

Al término de la reacción se libera el o los productos (3) y la enzima sin cambio alguno puede volver a usarse indefinidamente. Cada enzima cataliza una reacción específica, por ejemplo, la enzima ureasa cataliza la descomposición de la urea en amoniaco y dióxido de carbono; o en el caso de la enzima lactasa de la leche que descompone la lactosa en glucosa y sacarosa, en ambos casos son los productos de la reacción.

Otro ejemplo de actividad enzimática, es cuando las infecciones por bacterias se tratan con medicamentos dónde éstos inhiben a las enzimas que participan en formar nuevas paredes bacterianas. Por ejemplo la penicilina, inhibe la enzima transpeptidasa que promueve la formación de nuevas paredes y con ello se detiene su reproducción.

La energía útil para la célula se almacena en un compuesto químico llamado adenosin trifosfato (ATP), éste contiene energía fácilmente disponible por periodos muy breves por lo que es necesario sintetizarlo continuamente. El ATP está formado por tres grupos fosfato, ribosa (azúcar) y adenina (base). Su estructura se muestra a continuación:

Los enlaces de energía química disponible donde se unen los grupos fosfatos en el ATP pueden romperse por hidrólisis y liberarla para su uso. A continuación se representa el modo en el que el ATP se convierte en ADP (Adenosín Difosfato). Se observa una reacción de desfosforilación (esto es quitarle un grupo fosfato) para que pase de tres a dos grupos fosfato ( A_T_P a A_D_P) al hacer esto se libera energía.