A série de reações químicas que ocorrem em um organismo vivo ocorre por meio de uma série de reações catalisadas por enzimas que constituem as vias metabólicas é conhecida como metabolismo bioenergético.
O metabolismo bioenergético é o processo global através do qual a energia livre é adquirida e utilizada pelos sistemas vivos para realizar suas várias funções. A energia livre é o conceito termodinâmico mais útil em bioquímica. Uma reação pode ocorrer espontaneamente apenas se ΔG, a mudança na energia livre for negativa. As reações são acopladas pelo intermediário químico compartilhado. A energia é extraída dos alimentos em três etapas diferentes. Os processos que envolvem a transferência de elétrons são de imensa importância bioquímica. O NADPH é o principal doador de elétrons na biossíntese redutiva. NADH e FADH2 são os principais transportadores de elétrons na oxidação (quebra) de moléculas de combustível. ATP é a moeda universal de energia livre em sistemas biológicos. O fosfato de creatina é o reservatório de grupos fosforil de alto potencial no músculo.
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