Das Brauen von Bier blickt auf eine lange Tradition zurück. Bereits vor über 8.000 Jahren in der Jungsteinzeit, wussten die Menschen, wie man aus Wasser und Gerste alkoholhaltiges Bier herstellt. Was sie noch nicht wussten: Mikroorganismen, genauer gesagt Hefen, zersetzen die Kohlenhydrate der Gerste unter anaeroben Bedingungen, um Energie für den eigenen Stoffwechsel zu gewinnen. Diese Prozesse bezeichnen wir im Allgemeinen als Gärung (engl. Fermentation).

Es dauerte bis Mitte des 19. Jahrhunderts, ehe Louis Pasteuer den Gärungsprozess mit Kleinstlebewesen in Verbindung bringen konnte. Er bewies experimentell, dass Mikroorganismen dafür keinen Sauerstoff benötigen. Bis dato nahm man noch an, dass Lebewesen ohne Sauerstoff nicht überleben könnten.
Pasteur machte sich auch auf anderen Gebieten der Biochemie verdient. Das heutige Verfahren der Pasteurisierung, um etwa Milch lange haltbar zu machen, geht auf seine Forschungen zurück.

Aus ökonomischer Sicht ist der Gärungsprozess für die meisten Mikroorganismen, in Bezug auf die Gewinnung von Energie, nicht sehr effektiv. Daher läuft Gärung auch nur unter Abwesenheit von Sauerstoff ab. Ist dagegen genug Sauerstoff vorhanden, greifen die Mikroorganismen auf effektivere Prozesse, wie die Atmungskette, zurück. Pro Glucosemolekül entstehen dabei ca. 30 ATP. Bei der Gärung lediglich 2 ATP.
Auch der Mensch kann in Mangelsituation in den Muskeln ATP aus Gärungsprozessen gewinnen. Diese Milchsäuregärung läuft allerdings ohne Beteiligung von Bakterien ab.

Die alkoholische Gärung, sowie die Milchsäuregärung sind die zwei bekanntesten Gärungsprozesse. Zu erwähnen sind auch noch die Ameisensäuregärung, Buttersäuregärung und Propionsäuregärung.

Alkoholische Gärung: Die Kohlenhydrate (Glucose) werden von Mikroorganismen, vorzugsweise Hefen, verstoffwechselt. Im Ergebnis entsteht Ethanol, Kohlenstoffdioxid, Wasser und ATP. Alkoholische Gärung spielt insbesondere bei der Herstellung von Bier und Wein eine Rolle. Auch der Stoffwechsel der Backhefe, bekannt als Triebmittel für Brot und Brötchen, funktioniert mittels alkoholischer Gärung.

Milchsäuregärung: Die Kohlenhydrate werden von Milchsäurebakterien zu Lactat (Milchsäure), Wasserstoff, Wasser und ATP metabolisiert. Milchsäuregärung ist Basis für die Herstellung von Sauerteig (Brot), Buttermilch, Joghurt oder Quark.