Metabolizmo kelias yra cheminių reakcijų, vykstančių ląstelėje, serija. Kiekviename iš šių būdų viena cheminė medžiaga paverčiama kita chemine medžiaga atliekant kelis veiksmus. Šias reakcijas katalizuoja fermentai, todėl norint tinkamai veikti, dažnai reikia vitaminų ir mineralų.
Vieną pirmųjų medžiagų apykaitos kelių tyrimų 1909 m. atliko britų gydytojas Archibaldas Garrodas. Buvo nustatyta, kad svarbiausi žmonių metabolizmo keliai yra glikolizė – pirmasis atrastas kelias –, Krebso ciklas, oksidacinis fosforilinimas ir gliukoneogenezė. Visų žmogaus kūne vykstančių takų rinkinys vadinamas medžiagų apykaitos tinklu, ir tai lemia fiziologines ir biochemines ląstelės savybes.
Manoma, kad fermentai yra labai svarbūs jų organizmo medžiagų apykaitai. Jie veikia kaip katalizatoriai įvairiose cheminėse reakcijose, vykstančiose organizmo ląstelėse. Fermentai paverčia substratus į įvairias molekules arba produktus. Kadangi fermentai yra selektyvūs ir katalizuoja tik kelias pasirinktas reakcijas, ląstelėje gaminamų fermentų rinkinys nustato, kokie metabolizmo keliai vyksta toje ląstelėje. Fermentų aktyvumą gali paveikti kitos molekulės; inhibitoriai sumažins jų aktyvumą, o aktyvatoriai padidins.
Organizmo metabolizmas skirstomas į dvi fazes: anabolizmą ir katabolizmą. Anabolizmas naudoja energiją, kad sukurtų ląstelės komponentus, tokius kaip baltymai, o katabolizmas apima organinių medžiagų skaidymą. Šio metabolinio proceso rezultatas gali būti saugomas ląstelėse arba naudojamas kitam metabolizmo keliui inicijuoti. Metabolizmo kelias ir jo veikla taip pat priklausys nuo kitų veiksnių, įskaitant temperatūrą ir cheminę aplinką, dar vadinamą pH lygiu.
Paprastai manoma, kad medžiagų apykaitos kelias keliauja viena kryptimi ir susideda iš daugybės cheminių reakcijų, kurios yra susijusios viena su kita. Šie procesai leidžia gyviems organizmams augti ir prisitaikyti prie aplinkos. Medžiagų apykaitos procesas taip pat lems, kurios medžiagos yra maistingos, o kurios – nuodingos. Metabolizmo greitis organizme taip pat žinomas kaip medžiagų apykaitos greitis.
Kiti metabolizmo keliai, vykstantys daugumoje gyvų organizmų, yra riebalų rūgščių oksidacija ir karbamido ciklas. Žmonių karbamido ciklas daugiausia vyksta kepenyse ir apima karbamido gamybą iš amoniako. Riebalų rūgščių oksidacija yra procesas, kurio metu riebalų molekulės suskaidomos į laisvas riebalų rūgštis ir monogliceridus.