Гликолиз проходит в несколько этапов.

На первом этапе глюкоза в клетке фосфорилируется с участием фермента гексокиназы и АТФ в качестве донора фосфата и переходит в глюкозо-6-фосфат. На втором этапе глюкозо-6-фосфат изомеризуется ферментом фосфоглюкоизомеразой до фруктозо-б-фосфата. На третьем этапе происходит фосфорилирование фруктозо-б-фосфата под действием фермента фосфофруктокиназы за счет АТФ и перехода во фруктозе-1,6-дифосфат. На четвертом этапе фруктозо-6-дифосфат расщепляется ферментом альдолазой до диоксиацетонфосфата и 3-фосфоглицеринового альдегида, которые находятся в равновесии, катализируемом ферментом триозофосфатизомеразой. Дальше диоксиацетон-фосфат превращается в глицерин.

Дальнейшему расщеплению подвергаются две молекулы 3-фосфоглицеринового альдегида. На пятом этапе происходит окисление 3-фосфоглицеринового альдегида под действием фермента триозофосфатдегидрогеназы до 1,3-дифосфоглицериновой кислоты, в которой сохраняется энергия, освободившаяся при окислении фосфоглицеринового альдегида. На шестом этапе фосфатная группа 1,3-дифосфоглицериновой кислоты при участии фермента фосфоглицераткиназы переносится на молекулу аденозиндифосфорной кислоты с образованием 3-фосфоглицериновой кислоты, а АДФ превращается в АТФ. На седьмом этапе 3-фосфоглицериновая кислота под действием фермента фосфоглицеромутазы переходит в 2-фосфоглицериновую кислоту. На восьмом этапе 2-фосфоглицериновая кислота под действием фермента энолазы, теряя воду, переходит в фосфоэнолпируват (фосфопировиноградная кислота). На девятом этапе фосфоэнолпируват под действием фермента пируваткиназы дефосфорилируется, при этом богатая энергией фосфатная группа передается на молекулу АДФ, которая превращается в АТФ, и образуется пируват (пировиноградная кислота). Промежуточные продукты гликолиза служат для синтеза строительных белков реакциях анаболизма. Основным промежуточным продуктом является пировиноградная кислота (9й этап), которая может служить предшественником разнообразных продуктов. В процессе дыхания аэробных микроорганизмов пировиноградная кислота подвергается полному окислению до СО₂ и Н₂О, вступая в сложный цикл трикарбоновых кислот – ЦТК (цикл Кребса), с образованием три- и дикарбоновых кислот, последовательно окисляющихся (отщепляется Н₂О) и декарбоксилирующихся (отщепляется СО₂).

Окисление одной молекулы пировиноградной кислоты сопровождается выделением трех молекул СО₂ и пяти пар водородных атомов. Водород, отщепленный от окисляемых в цикле Кребса кислот посредством коферментов НАД и НАД(Ф) соответстующих дегидрогеназ передается по так называемой «дыхательной цепи», состоящей из комплекса ферментов, к конечному акцептору – молекулярному кислороду. Значительное число веществ, которое используют микроорганизмы, может быть превращено в ацетат и, следовательно, участвовать в ЦТК и других важнейших процессах центрального метаболизма. Так, большинство углеродных скелетов аминокислот для синтеза белков поставляет ЦТК. Для синтеза 20 аминокислот достаточно всего шесть исходных метаболитов. В результате других процессов центрального метаболизма образуются пурины, пиримидины, липиды, фосфолипиды, углеводы и другие компоненты клетки, составляющие сложную транспортную сеть веществ. Цитоплазма является местом действия ферментов. В цитоплазме же находятся компоненты сигнальных путей. Изучение цитоплазматического ≪котла≫ привело к созданию метаболических карт, представляющих собой сеть транспортных путей, аналогичную сети промышленного производства. Помимо более или менее сходного для всех микроорганизмов центрального метаболизма (с циклом трикарбоновых кислот и образованием предшественников аминокислот) существует и подготовительный метаболизм, различный у разных организмов и служащий для совмещения разнообразных используемых субстратов с реакциями центрального метаболизма. У некоторых организмов реакции катаболизма и анаболизма представляют собой два отдельных потока. Процесс центрального метаболизма — существенная часть биохимии микроорганизмов. Метаболизм бактерий является важнейшей характеристикой их функционального разнообразия.