Enzymy cyklu kwasów trikarboksylowych są zlokalizowane w mitochondriach, w ścisłym powiązaniu z enzymami łańcucha oddechowego. Fakt ten jest w pełni uzasadniony tym, że oba procesy są ze sobą ściśle powiązane.
Powstały w wyniku katabolizmu zwiazków organicznych acetylo-S-CoA włącza się do cyklu przemian, w którym octan zostaje całkowicie odbudowany zgodnie z reakcją:
Jak wynika z równania efektem przemiany jest wydzielenie dwóch cząsteczek CO2 oraz czterech par protonów i elektronów. W trakcie przebiegu procesów oksydoredukcyjnych w obrębie cyklu nie jest zużywany tlen atmosferyczny, lecz następuje kilkakrotne przyłączenie cząsteczki wody i czterokrotne odwodorowanie substratów, co w sumie daje prodokty bardziej utlenione w stosunku do zwiazków wyjściowych. Atomy wodoru przy udziale odpowiednich enzymów (dehydrogenaz) są przenoszone na współdziałające z nimi koenzymy i za pośrednictwem dalszych przenośników łańcucha oddechowego na tlen, w wyniku czego powstaje H2O.
W czasie jednego obrotu cyklu, dwuwęglowa cząsteczka octanu kondensuje z czterowęglową cząsteczka szczawiooctanu, która odtwarza się w dziewięciu kolejnych przemianach. W wyniku takiego obrotu dwa atomy węgla wydzielaja się w postaci CO2 w procesach dekarboksylacji szczawiobursztynianu i oksydacyjnej dekarboksylacji alfa-ketoglutaranu. Ponadto czterokrotnie następuje odwodorowanie z udziałem dehydrogenaz: izocytrynianowej, wchodzącej w skład kompleksu dehydrogenazy kwasu dwuhydroliponowego, bursztynianowej i jabłczanowej. Trzy z tych enzymów współdziałają z nukleotydami nikotynamidoadeninowymi i jeden z FAD. W rzeczywistości nie odtwarza się ta sama czasteczka szczawiooctanu, która weszła do przemiany, gdyż ustalono, że jego dwa atomy węgla sa wydzielane w postaci CO2, a do nowej cząsteczki wbudowują się atomy wegla przyłączonego octanu.