糖類物質如葡萄糖或糖原在有氧條件下徹底氧化,產生二氧化碳和水,并釋放出能量的過程稱為糖的有氧氧化。人們發現,肌肉糜在有氧存在時,沒有乳酸的生成,也沒有丙酮酸的累積,但仍有能量放出。著名生物化學家H．Kreb等為闡明在有氧情況下丙酮酸的代謝,作了大量的研究工作,提出了糖的有氧氧化途徑,為此獲1953年諾貝爾獎。
糖的有氧氧化與糖的無氧酵解有一段共同途徑,即葡萄糖一丙酮酸,所不同的是在生成丙酮酸以后的反應。在有氧情況下,丙酮酸在丙酮酸脫氫酶系的催化下,氧化脫羧生成乙酰CoA,后者再經三羧酸循環（tricarboxylic acid cycle）氧化成CO2,和H2O。
在有氧情況下,肌糖原酵解的產物乳酸也可能轉變成丙酮酸。例如,血乳酸可被心肌等組織利用作為能源,是人體在激烈運動后的恢復期所進行的一個反應。在這段恢復時間,呼吸仍加快加深,乳酸重新氧化成丙酮酸,后者再進一步氧化成水和CO2。