การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นวิธีการที่เซลล์ใช้ในการดึงพลังงานจากคาร์โบไฮเดรตเมื่อออกซิเจนหรือตัวรับอิเล็กตรอนอื่นไม่สามารถใช้ได้ในสภาพแวดล้อมโดยรอบ สิ่งนี้แตกต่างจากการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนซึ่งไม่ได้ใช้ออกซิเจน แต่ใช้โมเลกุลที่รับอิเล็กตรอนที่มาจากนอกเซลล์ กระบวนการนี้สามารถติดตาม glycolysis เป็นขั้นตอนต่อไปในการสลายกลูโคสและน้ำตาลอื่น ๆ เพื่อผลิตโมเลกุลของ adenosine triphosphate (ATP) ที่สร้างแหล่งพลังงานสำหรับเซลล์
ด้วยวิธีนี้เซลล์สามารถสร้างนิโคตินไนอะดีนินไดนิวคลีโอไทด์ (NAD +) จากรูปแบบที่ลดลงของ nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) ซึ่งเป็นโมเลกุลที่จำเป็นต่อการสร้างไกลโคเจน การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนนั้นอาศัยเอนไซม์เพื่อเพิ่มกลุ่มฟอสเฟตให้กับโมเลกุลอะดีโนซีนไดโพสิฟอสเฟต (ADP) เพื่อสร้าง ATP ซึ่งหมายความว่ามันเป็นรูปแบบของระดับฟอสโฟรีเลชัน สิ่งนี้ตรงกันข้ามกับ oxidative phosphorylation ซึ่งใช้พลังงานจากโปรตอนลาดที่สร้างขึ้นเพื่อผลิตเอทีพี
การหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนมีสองประเภทใหญ่ ๆ คือการหมักเอทานอลและการหมักกรดแลคติก ทั้งสองเรียกคืน NAD + เพื่ออนุญาตให้เซลล์สร้าง ATP ต่อไปผ่าน glycolysis การหมักเอทานอลจะแปลงโมเลกุลไพรีวาเตตสองโมเลกุลคือผลิตภัณฑ์ของไกลคอลไลซิสไปเป็นโมเลกุลเอธานอลสองโมเลกุลและคาร์บอนไดออกไซด์สองโมเลกุล ปฏิกิริยาเป็นกระบวนการสองขั้นตอนซึ่งไพรูเวตจะถูกเปลี่ยนเป็นอะซีตัลดีไฮด์และคาร์บอนไดออกไซด์ก่อนโดยเอนไซม์ไพร์รูท decarboxylase
ในขั้นตอนที่สองแอลกอฮอล์ดีไฮโดรจีเนสจะเปลี่ยนอะซีตัลดีไฮด์เป็นเอธานอล กระบวนการเผาผลาญอาหารนี้เกิดขึ้นในเซลล์แบคทีเรียบางชนิดและในเซลล์ยีสต์ ทำให้ยีสต์ได้รับความนิยมในการทำขนมปังเบียร์และไวน์โดยใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หรือเอทานอลจากการหมัก
การหมักกรดแลคติกเป็นรูปแบบหนึ่งของการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนและมักใช้โดยเซลล์กล้ามเนื้อในช่วงเวลาที่มีความเครียดเมื่อมีออกซิเจนไม่เพียงพอ เซลล์เหล่านี้แปลงสองโมเลกุลของไพรูเวตจากไกลคอลไปเป็นสองโมเลกุลของ L-lactate โดยใช้เอนไซม์แลคเตทดีไฮโดรจีเนส กระบวนการนี้เป็นที่รู้จักกันในนาม homolactic หมักเพราะสองโมเลกุลของไพรูเวตได้รับปฏิกิริยาทางเคมีแบบเดียวกันและรูปแบบของการหมักกรดแลกติกเกิดขึ้นในเซลล์กล้ามเนื้อสัตว์และเซลล์เม็ดเลือดแดง
ในการหมักแบบ heterolactic โมเลกุลของไพรูเวตจะได้รับปฏิกิริยาทางเคมีที่แตกต่างกัน หนึ่งถูกแปลงเป็นแลคเตทในขณะที่อื่น ๆ จะถูกแปลงเป็นเอทานอลและคาร์บอนไดออกไซด์ กระบวนการนี้เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตแบบไม่ใช้ออกซิเจนบางชนิด
ในสัตว์ผลพลอยได้จากแลคเตทจากการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนจะถูกสูบเข้าสู่กระแสเลือดซึ่งจะถูกส่งไปยังตับ ในกระบวนการที่เรียกว่าวัฏจักร Cori ตับใช้เอนไซม์ของตัวเองในการเปลี่ยนแลคเตทให้เป็นกลูโคสซึ่งสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ตามร่างกาย โดยปกติกลูโคสจะถูกส่งกลับไปที่กล้ามเนื้อซึ่งสามารถเก็บเป็นไกลโคเจนสำหรับพลังงานที่ต้องการในอนาคต
