Микроорганизмы могут использовать энергию видимого света (фототрофы) и химическую энергию, высвобождающуюся при окислении различных восстановленных соединений (хемотрофы). В зависимости от способа получения энергии и используемого источника углерода все микроорганизмы делятся на фото- и хемоавтотрофы, фото- и хемогетеротофы . Жизнедеятельность последних имеет большое значение в технологии пищевых продуктов.
Все способы получения энергии в основном сводятся к окислению молекул восстановленных веществ и восстановлению молекул окисленных веществ. Эти реакции объединены под названием биологическое окисление. Его особенностью является то, что в процессе биохимических превращений веществ происходит разрыв химических связей, сопровождающийся выделением свободной (потенциальной) энергией, при этом часть выделившейся свободной энергии трансформируется в энергию высокоэнергетических связей АТФ и может использоваться микроорганизмами. Другая часть образовавшейся свободной энергии рассеивается в виде тепловой, реже - световой и электрической энергии (свечение морской воды, рыбы, сгнившего дерева).
Энергетические процессы по своему объему значительно превосходят конструктивные. Вещества питательной среды используются, в первую очередь, для осуществления энергетического обмена. Полученная энергия, прежде всего, необходима для биосинтеза клеточных компонентов. Более половины полученной энергии расходуется на биосинтез белков, часть энергии идет на синтез ДНК и РНК, полисахаридов и др., то есть на биосинтетические процессы, связанные с ростом клеток. Часть энергии тратится на поддержание жизнедеятельности клетки - на осуществление активного транспорта веществ питательной среды через ЦПМ внутрь клетки, размножение, движение.
Часть промежуточных низкомолекулярных продуктов, образующихся при энергетическом обмене, превращается в уксусную, молочную, масляную кислоты, этиловый спирт и др. Эта сторона энергетического обмена используется в пищевых производствах.