Energia metabolismi defineeritakse üldiselt kui organismi keemiliste protsesside tervikut. Need keemilised protsessid toimuvad tavaliselt rakusiseste keeruliste metaboolsete radade kujul, mida üldiselt liigitatakse kas kataboolseteks või anaboolseteks. Inimestel nimetatakse energia voolamise ja töötlemise uurimist kehas bioenergeetikaks ja see on peamiselt seotud makromolekulide, nagu rasvad, valgud ja süsivesikud, lagunemisega, et saada kasvuks, taastumiseks ja kehaliseks aktiivsuseks kasutatavat energiat.
Anaboolsed rajad kasutavad keemilist energiat adenosiintrifosfaadi (ATP) kujul, et toita raku tööd. Anaboolsete radade näited on makromolekulide ehitamine väiksematest komponentidest, nagu valkude süntees aminohapetest, ja ATP kasutamine lihaste kontraktsioonide tugevdamiseks. Anaboolsete protsesside käivitamiseks loovutab ATP ühe fosfaadimolekuli, vabastades protsessi käigus salvestatud energia. Kui töötava raku ATP-varu on ammendunud, peab raku töö jätkumiseks tootma rohkem kataboolse energia metabolismi.
Kataboolsed teed on need, mis lagundavad suured molekulid nende koostisosadeks, vabastades protsessi käigus energiat. Inimkeha on võimeline sünteesima ja säilitama oma ATP-d nii anaeroobse kui ka aeroobse energiavahetuse kaudu. Anaeroobne metabolism toimub hapniku puudumisel ja on seotud lühikeste intensiivsete energiapursketega. Aeroobne ainevahetus on makromolekulide lagunemine hapniku juuresolekul ning on seotud madalama intensiivsusega treeningutega, aga ka raku igapäevase tööga.
Anaeroobne energia metabolism toimub kahel kujul: ATP-kreatiinfosfaadi süsteem ja kiire glükolüüs. ATP-kreatiinfosfaadi süsteem kasutab salvestatud kreatiinfosfaadi molekule, et taastada ATP, mis on ammendunud ja lagunenud madala energiatarbega vormiks, adenosiindifosfaadiks (ADP). Kreatiinfosfaat loovutab ADP-le suure energiasisaldusega fosfaadimolekuli, asendades sellega kasutatud ATP ja andes rakule energiat. Lihasrakud sisaldavad tavaliselt piisavalt vabalt hõljuvat ATP-d ja kreatiinfosfaati, et käivitada umbes kümme sekundit intensiivset aktiivsust, pärast mida peab rakk lülituma kiirele glükolüüsiprotsessile.
Kiire glükolüüs sünteesib ATP veres sisalduvast glükoosist ja lihastes glükogeenist, mille kõrvalproduktina tekib piimhape. Seda energiavahetuse vormi seostatakse lühikeste intensiivsete aktiivsuse puhangutega &mash; nagu jõutõstmine või sprint – kui südame-hingamissüsteemil ei ole aega töörakkudesse piisava hapnikuga varustada. Kiire glükolüüsi edenedes koguneb piimhape lihasesse, põhjustades haigusseisundit, mida nimetatakse laktatsidoosiks või mitteametlikumalt lihaste põletuseks. Kiire glükolüüs toodab suurema osa ATP-st, mida kasutatakse alates kümnest sekundist kuni kahe minuti treeninguni, mille järel on südame-hingamissüsteemil olnud võimalus toimetada töötavatesse lihastesse hapnikku ja algab aeroobne ainevahetus.
Aeroobne ainevahetus toimub ühel kahest viisist: kiire glükolüüs või rasvhapete oksüdatsioon. Kiire glükolüüs, nagu ka aeglane glükolüüs, lagundab glükoosi ja glükogeeni ATP tootmiseks. Kuna see aga toimub hapniku juuresolekul, on protsess täielik keemiline reaktsioon. Kui kiire gükolüüs toodab iga metaboliseeruva glükoosimolekuli kohta kaks ATP molekuli, siis aeglane gükolüüs suudab samast kütusekogusest toota 38 ATP molekuli. Kuna reaktsiooni käigus ei kogune piimhapet, ei kaasne kiire glükolüüsiga lihaste põletust ega väsimust.
Lõpuks on kõige aeglasem ja tõhusaim energia metabolismi vorm rasvhapete oksüdatsioon. Seda protsessi kasutatakse selliste tegevuste nagu seedimine ja rakkude paranemine ja kasv, aga ka pikaajaliste treeningtegevuste, nagu maratonijooks või ujumine, tugevdamiseks. Selle asemel, et kasutada kütusena glükoosi või glükogeeni, põletab see protsess kehas talletatud rasvhappeid ja on võimeline tootma kuni 100 ATP molekuli rasvhapete ühiku kohta. Kuigi see on ülitõhus ja suure energiakuluga protsess, nõuab see suures koguses hapnikku ja toimub alles pärast 30–45-minutilist madala intensiivsusega tegevust.