Le métabolisme est l'ensemble des réactions chimiques qui se produisent au sein d'un organisme vivant pour maintenir la vie. Les cellules, unités de base de la vie, possèdent également un métabolisme propre. Ces réactions permettent aux cellules de produire de l'énergie, de fabriquer des molécules nécessaires à leur fonctionnement et de se débarrasser des déchets. Le métabolisme cellulaire se caractérise par des flux de matière et d'énergie qui circulent à l'intérieur des cellules.

Les réactions métaboliques peuvent être classées en deux catégories : les réactions cataboliques et les réactions anaboliques. Les réactions cataboliques sont les réactions de dégradation qui libèrent de l'énergie en décomposant de grosses molécules en molécules plus petites. Par exemple, la dégradation du glucose lors de la respiration cellulaire. Les réactions anaboliques, quant à elles, sont les réactions de synthèse qui consomment de l'énergie pour construire de grandes molécules à partir de petites. Par exemple, la synthèse des protéines à partir des acides aminés.

Les réactions métaboliques sont organisées en voies métaboliques, qui sont des séries d'étapes interconnectées. Chaque étape est catalysée par une enzyme spécifique. Les voies métaboliques permettent de réguler le flux de matière et d'énergie à travers la cellule. Par exemple, la voie métabolique de la glycolyse convertit le glucose en pyruvate et produit de l'ATP, une source d'énergie utilisable par la cellule.

Les cellules doivent échanger des molécules avec leur environnement pour survivre. Elles prennent des nutriments de l'extérieur, tels que le glucose et les acides aminés, et éliminent les déchets, tels que le dioxyde de carbone et l'urée. Ces échanges se font à travers les membranes cellulaires par des processus de transport actif ou passif. Le glucose, par exemple, est transporté à l'intérieur de la cellule par des protéines transporteurs spécifiques.