La fermentazione avviene nel citoplasma della cellula. Nelle cellule procariotiche, tutti i processi metabolici avvengono nel citoplasma; nelle cellule eucariotiche, solo la fermentazione ha luogo nel citoplasma. Altre forme di respirazione negli eucarioti hanno luogo nei mitocondri.
Nelle cellule eucariotiche, la fermentazione avviene generalmente in assenza di ossigeno. I lieviti, che utilizzano la fermentazione anche in ambienti dove è disponibile l'ossigeno, sono l'eccezione a questa regola. I processi metabolici nei mitocondri richiedono ossigeno, motivo per cui la fermentazione avviene nel citoplasma.
Nei lieviti, la fermentazione produce etanolo. Le cellule animali e i procarioti che utilizzano la fermentazione producono acido lattico. Negli animali, la fermentazione dell'acido lattico è un processo di fallback utilizzato nelle cellule muscolari quando l'ossigeno non è disponibile. Questo tipo di fermentazione si verifica solo nelle cellule muscolari dei mammiferi.
I batteri produttori di acido lattico sono utilizzati nella produzione di alimenti fermentati. Questi includono yogurt, crauti, kimchi e alcuni tipi di birra acida. Altre birre e vini sono prodotti con la fermentazione del lievito che produce etanolo. La pasta di pane sale attraverso la fermentazione del lievito; l'anidride carbonica prodotta come prodotto di scarto forma le bolle che danno all'impasto la sua struttura. A livello industriale, la fermentazione viene utilizzata per produrre biocarburanti, nella produzione di idrogeno e per trattare i rifiuti umani negli impianti di trattamento delle acque.
