催化三羧酸循环的关键酶有三个，即柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶。三羧酸循环（tricarboxylicacidcycle，TCAcycle）是需氧生物体内普遍存在的代谢途径。原核生物中分布于细胞质，真核生物中分布在线粒体。
线粒体（mitochondrion）是一种存在于大多数细胞中的由两层膜包被的细胞器，是细胞中制造能量的结构，是细胞进行有氧呼吸的主要场所，被称为"powerhouse"。其直径在0.5到1.0微米左右。
两个碳原子以CO2的形式离开循环。循环最后草酰乙酸会再次生成，再次从乙酰辅酶A中得到两个碳原子。就是说，一分子六碳化合物（柠檬酸）经过多部反应分解成一分子四碳化合物（草酰乙酸）。草酰乙酸会在接下来的反应中遵循同样的途径获得两个碳原子，再次成为柠檬酸。
能量会在接下来的其中一步反应里以GTP的形式释放（和ATP一样，是细胞的能量货币）。但是循环中生成的氢载体（NADH + H and FADH2）将会在细胞呼吸链里释放更多的能量 ，这也正是细胞呼吸的主要目的。
柠檬酸循环的前提是，早先进行的糖酵解等过程能提供足够的活化乙酸，以乙酰辅酶A的形式出现在循环。NADH + H 和 FADH2是辅酶，它们能携带质子和电子，并在需要的时候释放它们。
循环中产生的总能量为一分子ATP（准确来说是：GTP），而细胞呼吸的全部四步反应（包括呼吸链中的内呼吸），一个葡萄糖分子则产生32分子的ATP。
2002年之前一直认为是38ATP，当时认为一个FADH2可以产生2个ATP，一个NADH2可以产生3个ATP，这是理想化化学计算的结果。实测一个FADH2可以产生1.5个ATP，一个NADH2可以产生2.5个ATP。详情请查阅电子传递链与氧化磷酸化。
如进行苹果酸穿梭则不会减少能量，还是32ATP，在脑等部位会进行3磷酸甘油穿梭，减少2分子ATP，最终净产生30ATP。所以说，在生物化学专业答题时需回答32或30。
