L'oxydation du pyruvate se produit dans la membrane interne des mitochondries. Au cours de la respiration cellulaire, tout le CO2 qui se produit est généré dans les mitochondries. Cela contribue au cycle de l'acide citrique en fournissant des molécules d'acétyl-CoA.
Au cours de l'oxydation du pyruvate, un groupe acétyle à deux carbones se produit après la conversion du pyruvate à trois carbones, ce qui entraîne la sortie du troisième carbone sous forme de monoxyde de carbone. L'extraction de deux atomes d'hydrogène via le NAD+ du pyruvate se produit, ce qui en fait un type de réaction d'oxydation très explicite. Après une réaction avec quatre carbones, ou oxaloacétate, le groupe acétyle CoA entre dans le cycle de Kreb pour produire six carbones, ou acide citrique.