缩写TCA循环，也有以发现者名字称为克雷伯氏循环的。系糖酵解和其它异化作用生成的乙酰CoA完全分解成水与二氧化碳的需氧过程，与呼吸链有密切的关系，通过此循环可以使糖、氨基酸、脂肪酸的完全分解与释放出最大的能量成为可能。与呼吸链相偶联，当乙酰CoA在此循环中完全氧化（△G°′＝－272千卡），则生成12分子的ATP（△G°′＝＋110千卡），能量回收率约40％。三羧酸循环的其它的生理作用是供给合成生物体组成物质的原料，α－酮戊二酸是谷氨酸、琥珀酰CoA是卟啉、草酰乙酸是天冬氨酸或已糖等合成的起始物质。因为此循环周转的强度依赖于其所含物质的量，所以必须补给转入各合成途径的物质的消耗，丙酮酸羧化酶或乙醛酸循环与此途径有关。柠檬酸循环局限在线粒体内的可溶部分（基质matrix）。循环由以下八个步骤组成：（1）草酰乙酸与乙酰CoA的缩合→柠檬酸，（2）柠檬酸的脱水加水→异柠檬酸，（3）异柠檬酸的氧化脱羧→α－酮戊二酸，（4）α－酮戊二酸的氧化脱羧与CoA的参入→琥珀酰CoA，（5）琥珀酰CoA与Pi，GDP的反应→琥珀酸、GTP、CoA，（6）琥珀酸脱氢→延胡索酸，（7）延胡索酸加水→L－苹果酸，（8）L－苹果酸脱氢→草酰乙酸，返回到（1）。