Glikoliz aslında anaerobik olarak gerçekleşebilirken, beyindeki glikolizin kesinlikle aerobik olduğu kabul edilir. Beyin hücreleri, özellikle de nöronlar, çok büyük enerji gereksinimlerine sahiptir ve yaşamsal nörotransmisyon ve diğer sinyal süreçlerini gerçekleştirmek için birincil yakıtları olarak neredeyse tamamen sürekli bir glikoz kaynağına bağımlıdırlar. Bu enerji kaynağı, hücrelerin mitokondrilerinde meydana gelen ve oksijenin varlığını gerektiren bir süreç olan oksidatif fosforilasyon yoluyla korunur.
Beyinde glikoz, glikozun küçük artışlarla parçalandığı aerobik glikoliz ve ardından glikolizin ortaya çıkan ürünlerinin, oksijen yardımıyla önemli ölçüde daha yüksek miktarda ATP üretmek üzere daha fazla parçalanmaya uğradığı mitokondriyal solunumun bir kombinasyonuna uğrar.
Bu nedenle, oksijen yokluğunda enerji elde etmek için anaerobik glikolize güvenen diğer organların aksine, beyin anaerobik glikolize geçemez ve bu nedenle büyük ölçüde sabit bir oksijen kaynağına bağımlıdır.