ในทางชีวเคมี วิถีเมแทบอลิซึม (อังกฤษ: metabolic pathway) เป็นชุดของปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในเซลล์ ในแต่ละวิถี สารเคมีหลักจะเกิดปฏิกิริยาเคมีและเปลี่ยนไปเป็นสารอื่น โดยมีเอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา และมักต้องอาศัยแร่ธาตุ วิตามินและโคแฟกเตอร์อื่น ๆ จึงจะดำเนินไปอย่างเหมาะสม เพราะมีสารเคมีจำนวนมาก ("เมแทบอไลต์") เข้ามาเกี่ยวข้อง วิถีเมแทบอลิซึมจึงอาจค่อนข้างซับซ้อน ยิ่งไปกว่านั้น วิถีซึ่งแตกต่างกันจำนวนมากเกิดร่วมกันในเซลล์ หมู่วิถีนี้เรียกว่า เครือข่ายเมแทบอลิซึม วิถีเมแทบอลิซึมสำคัญต่อการรักษาภาวะธำรงดุล (homeostasis) ในสิ่งมีชีวิต วิถีแคแทบอลิซึมและแอแนบอลิซึมมักทำงานพึ่งพาอาศัยกันเพื่อสร้างโมเลกุลชีวภาพใหม่เป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายวิถีเมแทบอลิซึมเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสารตั้งต้นทีละขั้นเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ใหม่ ผลิตภัณฑ์ที่ได้มานั้นสามารถนำไปใช้ได้สามทาง คือโมเลกุลที่เป็นสารตั้งต้นเข้าสู่วิถีเมแทบอลิซึมขึ้นอยู่กับความต้องการของเซลล์และการพร้อมใช้งานของสารตั้งต้น การเพิ่มความเข้มข้นของสารตัวกลางแอแนบอลิซึมและแคแทบอลิซึม และ/หรือ ผลิตภัณฑ์อาจส่งผลต่ออัตราเมแทบอลิซึมในแต่ละวิถีนั้น ๆ