Glyoksylatsyklus finnes i bakterier, sopp og planter hvor acetyl-koenzym A (acetyl-CoA) fra nedbrytning av fettsyrer blir omdannet til sukker. Den finnes ikke hos virveldyrene. Mikroorganismer med glyoksylatsyklus kan vokse med acetat som eneste karbonkilde, eller vokse på fettsyrer. Glyoksylatsyklus gjør det mulig for bakteriene å utnytte enkle karbonforbindelser. Glyoksylatsyklus er lokalisert til glyoksysomene, (en type peroksisomer), men det skjer i samvirke med mitokondriene hvor syklusen benytter fem enzymer i trikarboksylsyresyklus, sitrat syntase, akonitase, succinat dehydrogenase, fumarase og malat dehydrogenase. I tillegg benyttes revers glykolyse (glukoneogenese) i cytoplasma. Enzymet lipase bryter esterbindingene mellom fett (triglyserider) lagret i spesielle fettlegemer (oleosomer) i frø bl.a. i fettfrø som lin, solsikke. Siden fettsyrene inneholder lite oksygen i forhold til karbon blir respirasjonskvotienten (RQ) i spirende fettfrø ca. 0.7, sammenlignet med fullstendig oksidasjon (cellerespirasjon) av stivelse som gir RQ=1. Fettsyrene fra fett blir fraktet inn i glyoksysomene, og nedbrutt til acetyl-CoA i β-oksidasjonen. Det er to spesielle enzymer i glyoksylatsyklus: 1) Isositrat lyase som omdanner isocitrat til glyoksylat og succinat, hvor man hopper over dekarboksyleringstrinnet i sitronsyresyklus, og 2) enzymet malat syntase som omdanner glyoksylat og acetyl-CoA til malat.
Dyr og mennesker kan ikke omdannet fett til sukker, men lager i leveren vannløselige ketonlegemer (acetoacetat, beta-hydroksysmørsyre og aceton). Ketonlegemene kan fungere som energikilde i hjernen, men kan også omdannes til acetyl-CoA og inngå i sitronsyresyklus.
