Bij zoogdieren zijn er verschillende metabolische routes in cellen die brandstofmoleculen afbreken om hun energie om te zetten in energierijke verbindingen zoals adenosine-5′-trifosfaat (ATP), guanosine-5′-trifosfaat (GTP), gereduceerd nicotinezuuramide-adenine-dinucleotide (NADH2), gereduceerd flavin-adenine-dinucleotide (FADH2) en gereduceerd nicotinezuuramide-adenine-dinucleotidefosfaat (NADPH2). Dit proces wordt celademhaling genoemd. In het koolhydraatmetabolisme begint de afbraak met de vertering van voedsel in het maagdarmkanaal en wordt gevolgd door de absorptie van koolhydraatbestanddelen door de enterocyten in de vorm van monosacchariden. De monosachariden worden overgebracht naar de cellen voor aërobe en anaërobe ademhaling via de glycolyse, de citroenzuurcyclus en de pentosefosfaatroute om te worden gebruikt in de hongertoestand. In de normale toestand slaan de skeletspier- en levercellen monosacchariden op in de vorm van glycogeen. In de obesitas-toestand wordt de extra glucose via lipogenese omgezet in triglyceriden en opgeslagen in de lipidedruppels van de adipocyten. In de lipotoxiciteitstoestand stapelen de lipidedruppels van andere weefsels, zoals de lever, de skeletspieren en de pancreasbetacellen, eveneens triacylglycerol op. Deze gebeurtenis vormt de as van de pathogenese van metabole ontregeling bij insulineresistentie, metabool syndroom en diabetes type 2. In dit artikel wordt een overzicht gegeven van het metabolisme van koolhydraten op een manier die onderzoekers in staat stelt de biochemische processen gemakkelijk te volgen.