発酵細菌は、家畜の第一胃、汚水処理槽、淡水成堆積物に至るさまざまな生息環境で、メタンの生産に重要な役割を果たしている。発酵細菌は、水素、二酸化炭素、ギ酸、酢酸、カルボン酸を生成する。その後、複合微生物系が、二酸化炭素と酢酸をメタンに変換する。また、酢酸生成菌はこれらの酸を酸化し、さらに酢酸と水素またはギ酸を生成する。最後に、メタン生成菌（古細菌の一種）が酢酸をメタンに変換する[9]。
生化学的概要.mw-parser-output .ambox{border:1px solid #a2a9b1;border-left:10px solid #36c;background-color:#fbfbfb;box-sizing:border-box}.mw-parser-output .ambox+link+.ambox,.mw-parser-output .ambox+link+style+.ambox,.mw-parser-output .ambox+link+link+.ambox,.mw-parser-output .ambox+.mw-empty-elt+link+.ambox,.mw-parser-output .ambox+.mw-empty-elt+link+style+.ambox,.mw-parser-output .ambox+.mw-empty-elt+link+link+.ambox{margin-top:-1px}html body.mediawiki .mw-parser-output .ambox.mbox-small-left{margin:4px 1em 4px 0;overflow:hidden;width:238px;border-collapse:collapse;font-size:88%;line-height:1.25em}.mw-parser-output .ambox-speedy{border-left:10px solid #b32424;background-color:#fee7e6}.mw-parser-output .ambox-delete{border-left:10px solid #b32424}.mw-parser-output .ambox-content{border-left:10px solid #f28500}.mw-parser-output .ambox-style{border-left:10px solid #fc3}.mw-parser-output .ambox-move{border-left:10px solid #9932cc}.mw-parser-output .ambox-protection{border-left:10px solid #a2a9b1}.mw-parser-output .ambox .mbox-text{border:none;padding:0.25em 0.5em;width:100%;font-size:90%}.mw-parser-output .ambox .mbox-image{border:none;padding:2px 0 2px 0.5em;text-align:center}.mw-parser-output .ambox .mbox-imageright{border:none;padding:2px 0.5em 2px 0;text-align:center}.mw-parser-output .ambox .mbox-empty-cell{border:none;padding:0;width:1px}.mw-parser-output .ambox .mbox-image-div{width:52px}html.client-js body.skin-minerva .mw-parser-output .mbox-text-span{margin-left:23px!important}@media(min-width:720px){.mw-parser-output .ambox{margin:0 10%}}

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疑問点：中間的な微好気性条件下での発酵に関する情報が欠けている(例: doi:10.1016/j.biotechadv.2012.11.005)。このような条件で、酸素を除去する好気性細菌の存在のもと、偏性嫌気性細菌が生存することができる(例: doi:10.1186/s12934-016-0412-z)。
真核細胞における好気呼吸と最もよく知られている発酵タイプとの比較[10]。円内の数字は分子の炭素原子数を示し、C6はグルコースC6H12O6,、C1は二酸化炭素CO2である。ミトコンドリア外膜は省略している。

発酵により、還元型のニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NADH）が、内因性の有機電子受容体と反応する[11]。通常、これは解糖系により糖から生成されたピルビン酸である。この反応によって、酸化型のNAD+と有機生成物が生成される。後者の代表例として、エタノール、乳酸、水素ガス（H2）、二酸化炭素もよく生成する。しかし、発酵によって酪酸やアセトンなど、さらに珍しい化合物が生成することもある。発酵生成物は、酸素を使わなければそれ以上代謝されないため、廃棄物とみなされる[要出典]。

発酵は通常、嫌気環境で行われる。酸素（O2）が存在する場合、呼吸によって、NADHとピルビン酸がアデノシン三リン酸（ATP）を生成するのに使われる。これは酸化的リン酸化として知られている。これによって解糖系単独よりもはるかに多くのATPが生成される。このため、酸素が利用できる場合は、発酵はほとんど行われない。しかし、出芽酵母（Saccharomyces cerevisiae）などの一部の酵母株は、酸素が豊富にある場合でも、糖が十分に供給される限り、好気呼吸よりも発酵を好むことが知られている（クラブトリー効果（英語版）とも呼ばれる）[12]。発酵プロセスの中には、酸素に耐えられない偏性嫌気性菌が関与するものもある[要出典]。

ビールやワインなどのアルコール飲料に含まれるエタノールの生産では酵母が発酵を行うが、酵母だけが発酵を行うわけではなく、たとえばキサンタンガムの製造では細菌が発酵を行っている[要出典]。
発酵生成物
エタノール詳細は「エタノール発酵」を参照

エタノール発酵（アルコール発酵とも呼ばれる）では、1分子のグルコースが、2分子のエタノールと2分子の二酸化炭素（CO2）に変換される[13][14]。これはパン生地を膨らませるのにも使われ、二酸化炭素の作りだす気泡によって生地が泡だって膨張する[15][16]。エタノールは、ワイン、ビール、リキュールなどのアルコール飲料に含まれる酩酊剤である[17]。サトウキビ、トウモロコシ、テンサイなどの原料の発酵により生産されるエタノールは、バイオマスエタノールとしてガソリンに添加される[18]。金魚や鯉など一部の魚類においては、エタノール発酵は（乳酸発酵とともに）酸素が不足したときのエネルギー供給源となる[19]。

発酵の前に、グルコース分子は2分子のピルビン酸に分解される（解糖という）。この発熱反応からのエネルギーは、無機リン酸を ADP に結合させ、ADP を ATP に、NAD+をNADHにそれぞれ変換するために使われる。ピルビン酸塩は2分子のアセトアルデヒドに分解され、2分子の二酸化炭素を老廃物として排出する。アセトアルデヒドは、NADHのエネルギーと水素を使ってエタノールに還元され、NADHはNAD+に酸化され、このサイクルを繰り返すことができる。この反応は、ピルビン酸デカルボキシラーゼとアルコールデヒドロゲナーゼという酵素によって触媒される[13]。
乳酸詳細は「乳酸発酵」を参照「混合有機酸発酵（英語版）」も参照

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出典検索?: "発酵" ? ニュース ・ 書籍 ・ スカラー ・ CiNii ・ J-STAGE ・ NDL ・ dlib.jp ・ ジャパンサーチ ・ TWL（2021年1月）

ホモ乳酸発酵（Homolactic fermentation、乳酸のみを生成する）は、最も単純な種類の発酵である[20]。解糖系からのピルビン酸が単純な酸化還元反応を起こして乳酸を生成する[21][22]。全体として、1分子のグルコース（または任意の六炭糖）が2分子の乳酸に変換される。C6H12O6 → 2 CH3CHOHCOOH

乳酸は、動物の筋肉で血液が酸素を供給するよりも早くエネルギーを必要とするときに、グリコーゲンが分解されて生成する。乳酸は、乳酸菌などの細菌や一部の真菌類にも存在する。ヨーグルトに含まれる乳糖を乳酸に変え、酸味を与えるのもこの種類の細菌である。