Katabolisme, sekvensene av enzymkatalyserte reaksjoner ved hvilke relativt store molekyler i levende celler brytes ned eller degraderes. En del av den kjemiske energien som frigjøres under katabolske prosesser, konserveres i form av energirike forbindelser (f.eks. adenosintrifosfat).
Energi frigjøres i tre faser. I det første brytes store molekyler, som proteiner, polysakkarider og lipider, ned; små mengder energi frigjøres i form av varme i disse prosessene. I den andre fasen oksyderes de små molekylene, frigjør kjemisk energi for å danne ATP samt varmeenergi, for å danne en av de tre forbindelsene: acetat, oksaloacetat eller α-oksoglutarat. Disse oksyderes til karbondioksid i tredje fase, en syklisk reaksjonssekvens kalt tricarboxylsyre (Eller Krebs) syklusen. Hydrogenatomer eller elektroner fra mellomforbindelsene dannet under syklusen overføres (gjennom en rekke bærermolekyler) til slutt til oksygen, som danner vann. Disse hendelsene, de viktigste måtene for å generere ATP i celler, er kjent som terminal respirasjon og oksidativ fosforylering (se cellulær respirasjon).