L'énergie est stockée et libérée au cours des réactions métaboliques. L'adénosine triphosphate (ATP) est la principale molécule énergétique utilisée par les cellules pour alimenter divers processus biologiques. On distingue dans le métabolisme deux types de processus. Les uns relèvent de l'anabolisme (processus responsables de la synthèse de molécules plus complexes à partir de molécules plus simples), les autres du catabolisme (processus de dégradation des molécules complexes en molécules plus simples, libérant de l'énergie). 

Les réactions métaboliques sont catalysées par des enzymes. Ces protéines accélèrent les réactions chimiques, permettant au métabolisme de se dérouler efficacement. Le métabolisme est étroitement régulé pour répondre aux besoins énergétiques de l'organisme. Les signaux hormonaux, la disponibilité des nutriments, et d'autres facteurs influent sur l'équilibre entre l'anabolisme et le catabolisme. 

Il existe plusieurs voies métaboliques distinctes. Par exemple, la glycolyse est la voie métabolique qui décompose le glucose en pyruvate, tandis que la gluconéogenèse synthétise le glucose à partir de précurseurs non glucidiques. Les molécules énergétiques telles que le glucose et les triglycérides sont stockées dans le corps et libérées lorsque l'énergie est nécessaire.