Cykl składający się z ciągu reakcji enzymatycznych zachodzący w mitochondriach. Kwas pirogronowy powstały w procesie glikolizy zostaje utleniony (dzięki NAD+), odłącza się cząsteczka CO2 (dekarboksylacja oksydacyjna) i dzięki koenzymowi A powstaje czynny kwas octowy – acetylo-CoA. Może on powstać także z przemiany różnych związków, jak tłuszcze i sacharydy. W cyklu Krebsa AcCoA przyłącza się do szczawiooctanu, tworząc 5 węglowy cytrynian, który następnie, w cyklu różnych przemian, zostaje utleniony do dwutlenku węgla i atomów wodoru. W trakcie przemian powstaje CO2, NADH2, FADH2 oraz ATP (pośrednio z GTP). Powstały wodór uczestniczy w reakcjach łańcucha oddechowego, w którym końcowymi produktami są woda i ATP.
Cykl Krebsa zachodzi w obrębie matriks mitochondrium, pomiędzy grzebieniami mitochondrialnymi.
Rozliczenie ilościowe: Z 2 cząsteczek pirogronianu powstaje: 6 CO2, 8 NADH2, 2 FADH2 oraz 2 GTP = 2 ATP
Wytworzone NADH2 oraz FADH2 wchodzą do 3 etapu oddychania – oksydacji terminalnej, czyli łańcucha oddechowego. Utlenienie 1 cząsteczki NADH2 powoduje wytworzenie 3 ATP, a utlenienie 1 cząsteczki FADH2 powoduje wytworzenie 2 ATP.
Podsumowując, w cyklu Krebsa wytwarza się, za pośrednictwem łańcucha oddechowego, energia potrzebna do procesów życiowych. Cykl Krebsa jest też końcowym etapem rozkładu sacharydów, tłuszczów i aminokwasów, a także źródłem związków do ich resyntezy i biosyntezy innych składników komórki.
