Le cellule usano energia per crescere, regolare il metabolismo e riprodursi. Questa energia è ottenuta da una fonte come molecole di cibo o luce dal sole e attraverso processi come la glicolisi, il ciclo dell'acido citrico e la fosforilazione ossidativa, viene quindi creata una molecola ricca di energia. La cellula può quindi utilizzare l'energia nella molecola proteica per aiutarla a funzionare.
La centrale elettrica di una cellula animale è chiamata mitocondrio. Nelle piante, i cloroplasti svolgono una funzione simile. Le cellule eucariotiche o le cellule che contengono un nucleo (che include sia cellule vegetali che animali) possono utilizzare tre diverse modalità per creare molecole energetiche da una fonte di energia.
La glicolisi, nota anche come fermentazione, comporta la divisione di una molecola di glucosio (zucchero) in due molecole di una nuova sostanza chiamata piruvato. Non è necessario ossigeno per questa reazione, ma se alcuni sono presenti, le molecole piruvate possono entrare nei mitocondri per essere trasformate in due molecole di acetil-CoA e una molecola di anidride carbonica. Questo particolare processo energetico è chiamato ciclo dell'acido citrico.
Il terzo e ultimo processo è la fosforilazione ossidativa, che comporta un gradiente di protoni che si formano quando gli elettroni passano attraverso i complessi proteici nella membrana interna dei mitocondri.
Se è presente un'abbondante fonte di energia, le cellule possono anche immagazzinare molecole più grandi da conservare, chiamate polisaccaridi e lipidi (zuccheri e grassi).
