Bien que les cellules aient des morphologies et des structures différentes, que leur rôle dans les différents organismes soient très variés, leur fonctionnement de base est le même. L'une des principale activité de la cellule est d'assurer sa propre survie. Ceci signifie deux choses :
Elle doit trouver l'énergie nécessaire à son fonctionnement. Cette énergie est principalement obtenue par dégradation de molécules organiques ou minérale, c'est le catabolisme.
Elle doit fabriquer les molécules de bases, matière première de sa construction, c'est à dire trouver ou fabriquer les lipides, glucides et acides aminés nécessaires et les autres éléments pour construire les macromolécules, c'est l'anabolisme.
Ces deux grands ensembles de réactions qui réalisent ces opérations sont regroupées sous le nom de métabolisme.
Aussi étonnant que cela puisse paraître, le métabolisme est assuré par un petit nombre de réactions chimiques qui sont communes à tous les êtres vivants sans exceptions et par un grand nombre que l'ont retrouve chez la plupart d'entre eux. Seules quelques unes sont spécifiques à un petit groupe d'organismes. Cela, autant que l'unité du code génétique ou des molécules biologiques montre l'unité fondamentale du monde vivant.
Pour construire ou dégrader les molécules dont elle a besoin, la cellule part d'une molécule dont elle dispose en abondance et en produit une plus rare. Dans les réactions cataboliques, ces réactions partent de molécules très énergétique et aboutissent à d'autre molécules également énergétique, mais directement utilisables par la cellule, la molécule de départ étant dégradé en composants minéraux inertes. Pour l'anabolisme, la cellule utilise des éléments simple, - souvent résultants des réactions catabolitiques - et de l'énergie pour fabriquer les molécules de base dont elle à besoin. Dans un cas comme dans l'autre, elle ne fabrique pas la molécule d'arrivée directement à partir de la molécule de départ. Elle va procéder progressivement, étapes par étapes, avec de nombreux composés intermédiaires. La suite de réaction qui permet d'aller d'une molécule à l'autre est une voie métabolique, la plus connue étant la glycolyse anaérobie. Dans certains cas, l'un des composé de départ de la voie métabolique est régénéré à la fin de la voie, on parle alors de cycle, comme par exemple le cycle de Krebbs ou celui de Calvin. Toutefois, il faut faire attention, tous les composés de départ du cycle ne se retrouvent pas à la fin, l'un d'entre eux à disparu et c'est à ça qu'a servi le cycle : a dégrader ce composé.Le bilan net du cycle est donc là encore la transformation d'une molécule de départ en une molécule d'arrivée.
Toutes les réactions chimiques qui se déroulent dans la cellule sont catalysées par des molécules spéciales, à base de protéines, appelées enzymes. C'est pour cela que les réactions enzymatiques seront abordées en premier sur un plan théorique. Ensuite nous pourront aborder les grandes voies métaboliques