Glikolizė (gr. glykys – saldus + lysis – atskyrimas) – pirmasis ląstelinio kvėpavimo etapas, vykstantis citozolyje, kurio metu gliukozė C₆H₁₂O₆ suskyla į piruvatą CH₃COCOO⁻ + H⁺. Išlaisvinta energija šiame procese yra panaudojama formuojant daug energijos turinčius junginius: ATP (adenozino trifosfatas) ir NADH (redukuotas nikotinamido adenino dinukleotidas). Kadangi glikolizė būdinga visiems gyviesiems organizmams, labai tikėtina, kad vykstant evoliucijai ji atsirado pirmiau negu Krebso ciklas arba elektronų pernašos sistema. Glikolizė vyksta ne mitochondrijose, o citozolyje ir jai nereikia deguonies.

Glikolizės pradžioje, veikiant atitinkamiems fermentams, dvi fosforilo grupės prisijungia viena prie gliukozės, kita prie fruktozės-6-fosfato ir taip aktyvuoja pradinį reakcijos (glikolizės) substratą. Tai įvyksta per dvi reakcijas, sunaudojant dvi ATP molekules. Po šių reakcijų C₆ molekule skyla į dvi C₃ molekules, kurių kiekviena turi po fosfato grupę. Toliau abi C₃ molekulės dalyvauja tose pačiose reakcijose.

Glikolizės metu vyksta oksidacija, t. y. iš molekulės atskyla elektronai, kuriuos prisijungia NAD. Kiekviena NAD molekulė gali turėti du elektronus, ir vieną vandenilio joną, tad iš viso susidaro du NADH. Atsipalaiduoja tiek energijos, kiek pakanka keturioms ATP molekulėms susidaryti. Šis procesas vadinamas substratiniu fosforilinimu, nes reakcijos metu fosfatas, fermento padedamas, nuo substrato perkeliamas prie ADP molekulės. Atėmus dvi pradžioje sunaudotas ATP molekules, grynoji glikolizės išeiga – 2 ATP molekulės, kas palyginus su Krebso ciklu nedaug. Galutinis glikolizės produktas – piruvatas. Jei ląstelė neturi kur panaudoti susidariusio NADH, jis vėl paverčiamas NAD vienaip redukuojant šį galutinį produktą arba į laktatą (pienarūgštis rūgimas) arba į etilo alkoholį.

• Glikolizės animacijos (liet.) Archyvuota kopija 2010-01-03 iš Wayback Machine projekto.