Mikrobiologiczne przemiany związków pochodzenia naturalnego umożliwiają drobnoustrojom czerpanie energii m. in. z takich grup związków jak węglowodany, białka i tłuszcze. Reakcjami poprzedzającymi faktyczne utlenianie są przekształcenia prowadzące do powstania metabolitów występujących bądź w etapie glikolizy, bądź w cyklu Krebsa. Rysunek przedstawia wspólne drogi utleniania składników białek, weglowodanów i tłuszczów z utlenianiem glukozy w cyklu Krebsa [11]. Procesy te pozwalają również na pobieranie przez komórki drobnoustrojów podstawowych pierwiastków do syntezy składników komórkowych. 

Utlenianie biologiczne polega na dehydrogenacji substratów i akceptacji wodoru i elektronów przez tlen. Powoduje to odtlenianie środowiska, w którym ten proces zachodzi.