เมื่อปราศจากออกซิเจน ไพรูเวตจะไม่เกิดเมแทบอลิซึมโดยการหายใจระดับเซลล์ แต่จะเกิดขบวนการการหมักแทน ไพรูเวตไม่ถูกขนส่งเข้าสู่ไมโทคอนเดรีย แต่จะยังอยู่ในไซโทพลาสซึม ที่ซึ่งมันจะถูกเปลี่ยนเป็นผลิตภัณฑ์ของเสียที่สามารถส่งออกนอกเซลล์ได้ ขบวนการดังกล่าวมีเพื่อออกซิไดซ์ NADH เป็น NAD+ จะได้นำกลับไปใช้ในไกลโคไลสิสได้ การหมักยังเป็นการป้องกันมิให้ NADH สะสมมากเกินไปในไซโทพลาสซึม ผลิตภัณฑ์ของเสียนี้แตกต่างกันไปในสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด ในกล้ามเนื้อลาย ผลิตภัณฑ์ของเสียที่ได้ คือ กรดแลกติก การหมักประเภทนี้ เรียกว่า การหมักกรดแลกติก ระหว่างไกลโคไลสิสแบบไม่ใช้ออกซิเจน NAD+ จะถูกสร้างใหม่เมื่อไฮโดรเจนหนึ่งคู่ไปรวมกับไพรูเวตเกิดเป็นแลกเตต การเกิดแลกเตตถูกเร่งปฏิกิริยาโดยแลกเตตดีไฮโดรจีเนส (lactate dehyrdrogenase) ในปฏิกิริยาผันกลับได้ แลกเตตยังสามารถใช้เป็นตัวตั้งต้นทางอ้อมสำหรับไกลโคเจนในตับ เมื่อกลับมาอยู่ในสภาวะที่มีออกซิเจน NAD+ ติดกับไฮโดรเจนจากแลกเตตเพื่อสร้าง ATP ในยีสต์ ผลิตภัณฑ์ของเสียที่ได้คือ เอทานอลและคาร์บอนไดออกไซด์ การหมักประเภทนี้ เรียกว่า การหมักแอลกอฮอล์หรือการหมักเอทานอล ATP ที่สร้างได้ขากขบวนการนี้เป็นฟอสโฟรีเลชันระดับซับสเตรต ซึ่งไม่อาศัยออกซิเจน

การหมักเป็นขบวนการที่ด้อยประสิทธิภาพกว่าในการใช้พลังงานจากกลูโคส เพราะได้พลังงานออกมาเพียง 2 ATP ต่อกลูโคสเท่านั้น เมื่อเทียบกับ 38 ATP ที่ผลิตได้จากการหายใจแบบใช้ออกซิเจน ทั้งนี้เนื่องจากผลิตภัณฑ์ของเสียจากการหมักยังมีพลังงานสะสมอยู่มาก โปรคาริโอตที่ต้องคงอัตราการเจริญเติบโตที่รวดเร็วต่อไปเมื่อพวกมันย้ายจากสิ่งแวดล้อมที่มีออกซิเจนไปยังสิ่งแวดล้อมที่ขาดออกซิเจน พวกมันต้องเพิ่มอัตราปฏิกิริยาไกลโคไลสิส สำหรับสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ ระหว่างการหายใจกระชั้นในกิจกรรมที่ต้องใช้แรงมาก เซลล์กล้ามเนื้อจะใช้การหมักสร้าง ATP แทนการหายใจแบบใช้ออกซิเจนที่ช้ากว่า ดังนั้น เซลล์จึงอาจใช้การหมักแม้ก่อนระดับออกซิเจนจะหมดลง