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代谢（日语：/məˈtæbəlɪzəm/，来自意大利语：μεταβολή/ē“改变”），又名新陈代谢，是生物体内维持生命的物理反应的集合。代谢是生物体维持生命的物理反应统称。这种反应致使生物体才能生长和饲养、保持它们的结构以及对环境做出反应。代谢一般被分为两类：分解代谢可以对大的分子进行分解以获得能量（如细胞呼吸）；合成代谢则可以借助能量来合成细胞中的各个组分，如蛋白质和核苷酸等。代谢是生物体不断进行物质和能量的交换过程，一旦物质和能量交换停止，生物体的生命都会结束。
代谢中的物理反应可以归纳为代谢途径，通过酶的作用将一种物理物质转化成另一种物理物质。酶可以通过一个热力学上便于发生的反应来驱动另一个无法进行的反应，使之显得可行；诸如，借助ATP的酯化所形成的能量来驱动其他物理反应。一个生物体的代谢机制决定了什么物质对于此生物体是有营养的，而什么是有毒的。诸如，一些原核生物借助甲烷作为营养物质，但这些二氧化碳对于一些生物来说却是致命的。代谢速率，或则说代谢率，也影响了一个生物体对于食物的需求量。
代谢有一个特性：无论是任何大小的物种，基本代谢途径也是相像的。诸如，乙酸，作为葡萄柚酸循环（又称为“三乙酸循环”）中的最为人们所知的中间产物，存在于所有的生物体，无论是微小的单细胞真菌还是巨大的多细胞生物如小象。代谢中所存在的这样的相像性很可能是因为相关代谢途径的高效率以及这种途径在演进史初期就出现而产生的结果。
关键的生化物质
动动物和微生物的大部份组成结构是由三类基本生物分子所构成，这3类分子是多肽、糖类和糖类（一般为称为脂肪）。因为这种分子是维持生命所必需的，代谢既制造这种分子以用于建立细胞和组织，又在摄取食物后将食物中的那些分子消化降解以提供维持生命所需的能量。许多重要的生化物质可以聚合在一起产生多聚体，如DNA和蛋白质。这种生物大分子对于所有的生物体都是必要的组分。
多肽和蛋白质
人源I型乙二醛酶的结构。
蛋白质是由线性排列多肽所组成，多肽之间通过肽键互相联接。酶是最常见的蛋白质，它们催化代谢中的各种物理反应。一些蛋白质具有结构或机械功能，如参与产生细胞骨架以维持细胞形态。还有许多蛋白质在细胞讯号传导、免疫反应、细胞粘附和细胞周期调控中饰演重要角色。
糖类
三酰甘油的结构。
糖类是类别最多的生物分子。它们主要的结构用途是产生生物膜，如细胞壁；据悉，它们也可以作为机体能量来源。糖类一般被定义为疏水性或两性生物分子，可溶性于例如苯或甲苯等有机溶剂中。脂肪是由脂肪酸侧链和甘油官能团所组成的一大类脂质化合物；其结构为一个甘油分子上以酯键联接了3个脂肪酸分子产生胆固醇。在此基本结构基础上，还存在有多种变形，包括不同大小厚度的疏水骨架（如鞘脂质中的神经鞘氨醇官能团）和不同类型的亲水性官能团（如磷脂中的乙酸盐络合物）。甾体（如固醇）是另一类由细胞合成的主要的单糖分子。
猕猴桃糖可以以直线型和环型两种方式存在。
脂类
脂类为多烷基的醛或酮，可以以直链或环的方式存在。脂类是浓度最为丰富的生物分子，具有多种功能，如存储和运输能量（诸如淀粉、糖原）以及作为结构性组分（动物中的纤维素和植物中的几丁质）。脂类的基本组成单位为脂类，包括半乳糖、果糖以及非常重要的猕猴桃糖。寡糖可以通过香豆素键联接在一起产生双糖，而联接的形式更多样就弄成黄酮。
核酸和核苷酸
DNA双螺旋结构。
DNA和RNA是主要的两类核苷酸，它们都是由碱基联接产生的直链分子。核苷酸分子对于遗传信息的存储和借助是必不可少的，通过转录和翻译来完成从遗传信息到蛋白质的过程。这种遗传信息由DNA修补机制来进行保护，并通过DNA复制来进行扩增。一些病毒（如HIV）富含RNA基因组，它们可以借助逆转录来从病毒RNA合成DNA模板。核酶（如剪接体和内质网体）中的RNA还具有类似酶的特点，可以催化物理反应。单个核酸是由一个内质网分子联接上一个核苷酸来产生。其中，核苷酸是含氮的配体，可以被分为两类：固醇和吡啶。核酸也可以作为辅酶参与代谢官能团的转移反应。
辅酶
甲基辅酶A的结构。可以被转移的乙胺基结合在最下端的硫原子上。
代谢中包含了种类广泛的物理反应，但其中大多数反应都属于几类基本的富含功能性官能团的转移的反应类型。这种反应中核苷酸代谢，细胞借助一系列小分子代谢中间物来在不同的反应之间携带物理官能团。这种络合物转移的中间物被称为辅酶。每一类络合物转移反应都由一个特定的辅酶来执行，辅酶同时是合成它和消耗它的一系列酶的底物。这种辅酶不断地被生成、消耗、再被回收借助。
三乙酸腺苷（ATP）是生命体中最重要的辅酶之一，它是细胞中能量流通的普遍方式。ATP被用于在不同的物理反应之间进行物理能的传递。其实细胞中只有少量的ATP存在，但它被不断地合成，人体三天所消耗的ATP的量积累上去可以达到自身的体重。ATP是联接合成代谢和分解代谢的桥梁：分解代谢反应生成ATP，而合成代谢反应消耗ATP。它也可以作为乙酸官能团的携带者参与乙酸化反应。
维生素是一类生命所需的微量有机化合物，但细胞自身难以合成。在人类营养学中，大多数的维生素可以在被修饰后发挥辅酶的功能；诸如，细胞所借助的所有的水溶性维生素都是被乙酸化或偶联到核酸上的。烟丙酯腺固醇二核酸（NAD+，还原方式为NADH）是维生素B3（也称鞣质）的一种衍生物，它也是一种重要的辅酶，可以作为氢受体。数百种不同类型的酯化酶可以从它们的底物上移去电子，同时将NAD+还原为NADH。而后，这些还原方式便可以作为任何一个还原酶的辅酶，用于为酶底物的还原提供电子。烟丙酯腺固醇二核酸在细胞中存在两种不同的方式：NADH和NADPH。NAD+/NADH多在分解代谢反应中发挥重要作用，而NADP+/NADPH则多用于合成代谢反应中。
矿物质和辅因子
血红蛋白的结构。蛋白质亚基显示为蓝色和白色，结合铁的固醇显示为红色。来自。
无机元素在代谢中也发挥着重要的作用；其中一些在机体内含量丰富（如钠和钾），而另一些则为微量元素。大概99%的喂奶植物的质量为碳、氮、钙、钠、氯、钾、氢、磷、氧和硫元素。绝大多数的碳和氮存在于有机物（如蛋白质、脂类和脂类）中，而氢和氧则主要存在于空气。
浓度丰富的无机元素都是作为电解质的离子。体内最重要的离子有钠、钾、钙、镁等金属离子和氯离子、磷酸根离子以及碳酸氢根离子。在细胞膜的内外维持确切的离子梯度，可以保持渗透压和pH值的稳定。离子对于神经和胸肌组织也同样不可缺乏，这是由于那些组织中的动作电位（可以导致神经讯号和胸肌收缩）是由细胞外液和细胞原生质之间的电解质交换来形成的。电解质步入和离开细胞是通过细胞膜上的离子通道蛋白来完成的。诸如，胸肌收缩依赖于坐落细胞膜和横行小管（T-）上的离子通道对于钙离子、钾离子和钠离子的流动的控制。
过渡金属在生物体体内一般是作为微量元素存在的，其中锌和铁的浓度最为丰富。这种金属元素被一些蛋白质用作辅因子或则对于酶活性的发挥具有关键作用，比如携氧的血红蛋白和二溴化氢酶。这种辅因子可以与特定蛋白质紧密结合；酶的辅因子会在催化过程中被转化，这种辅因子总是能否在催化完成后回到起始状态。
分解代谢
分解代谢（又称为异化作用）是一系列裂解大分子的反应过程的统称，包括裂解和氧化食物分子。分解代谢反应的目的是为合成代谢反应提供所需的能量和反应物。分解代谢的机制在生物体中不尽相同，如有机营养菌分解有机分子来获得能量，而无机营养菌借助无机物作为能量来源，光能借助菌则才能吸收阳光并转化为可借助的物理能。但是，所有那些代谢方式都须要氧化还原反应的参与，反应主要是将电子从还原性的供体分子（如有机分子、水、氨、硫化氢、亚铁离子等）转移到受体分子（如二氧化碳、硝酸盐、硫酸盐等）。[26]在植物中，这种反应还包括将复杂的有机分子分解为简单分子（如氧气和水）。在光合生物（如动物和藻类）中，这种电子转移反应并不释放能量，而是用作存放所吸收光能的一种形式。
植物中最普遍的分解代谢反应可以被分为三个主要步骤：首先，大分子有机化合物，如蛋白质、多糖或脂质被消化分解为小分子组分；之后，这种小分子被细胞摄取并被转化为更小的分子，一般为酰基辅酶A，此过程中会释放出部份能量；最后，辅酶A上的乙胺基团通过葡萄柚酸循环和电子传递链被氧化为水和氧气，并释放出能量，这种能量可以通过将烟丙酯腺固醇二核酸（NAD+）还原为NADH而以物理能的方式被存储上去。
消化
淀粉、蛋白质和纤维素等大分子多聚体不能很快被细胞所吸收，须要先被分解为小分子单体之后才会被用于细胞代谢。有多种消化性酶还能降解这种多聚体，如蛋白酶可以将但蛋白质降解为氨基酸片段或多肽，鞣质酯化酶可以将黄酮分解为糖原。
微生物只是简单地分泌消化性酶到周围环境中，而植物则只能由其消化系统中的特定细胞来分泌这种酶。由那些坐落细胞外的酶分解获得的多肽或脂类接着通过血液将蛋白被运送到细胞内。
蛋白质、糖类、脂肪的代谢简化图。
来自有机物的能量
脂类的分解代谢即是将糖链分解为更小的单位。一般一旦糖链被分解为寡糖后就可以被细胞所吸收。步入细胞内的糖，如猕猴桃糖和果糖，都会通过糖酵解途径被转化为乙醇胺类并形成部份的ATP。乙醇胺类是多个代谢途径的中间物，但其大部份会被转化为甲基辅酶A并步入葡萄柚酸循环。其实葡萄柚酸循环才能形成ATP，但其最重要的产物是NADH——由甲基辅酶A被氧化来提供电子并由NAD生成，同时释放出无用的气体。在无氧条件下，糖酵解过程会生成乳酸盐，即由乳酸酯化酶将酰氯络合物转化为乳酸盐，同时将NADH又氧化为NAD+，致使NAD可以被循环利用于糖酵解中。另中学降解猕猴桃糖的途径是乙酸戊糖途径，该途径可以将辅酶烟丙酯腺固醇二核酸乙酸（NADP+）还原为NADPH，并生成戊糖，如内质网（合成核酸的重要组分）。
脂肪是通过酯化作用分解为脂肪酸和甘油。甘油可以步入糖酵解途径，通过β-氧化被分解并释放出甲基辅酶A，而甲基辅酶A如上所述步入葡萄柚酸循环。脂肪酸同样通过氧化被分解；在氧化过程中脂肪酸可以释放出比脂类更多的能量，这是由于脂类结构的含氧比列较低。
多肽既可以被用于合成蛋白质或其他生物分子核苷酸代谢，又可以被氧化为尿素和气体以提供能量。氧化的第一步是由胆红素将多肽上的甲基去除，甲基随即被送入尿素循环，而留下的脱去甲基的碳骨架以酮酸的方式存在。有多种酮酸（如α-酮戊二酸，由脱去甲基的丁酸所产生）是青柠酸循环的中间物。据悉，生糖多肽（aminoacid）才能通过糖异生作用被转化为猕猴桃糖（具体内容见下文）。