乳酸發酵是一種代謝過程，通過該代謝過程，葡萄糖或其他六碳糖（也包括六碳糖的二糖，例如蔗糖或乳糖）被轉化為細胞能，而代謝產物乳酸即溶液中的乳酸。這是一種厭氧?發酵反應，發生在某些細菌和動物細胞，例如肌肉細胞中。

如果細胞內存在氧氣，許多生物將繞過發酵并進行細胞呼吸；但是，兼性厭氧生物會在有氧的情況下發酵并呼吸。有時即使線粒體中存在氧氣并且正在發生有氧代謝，但如果丙酮酸的積累速度快于其代謝速度，發酵還是會發生。

乳酸脫氫酶催化丙酮酸和乳酸的相互轉化以及NADH和NAD相互轉化。

在同調發酵中，一分子葡萄糖最終轉化為兩分子乳酸。相反，異乳酸發酵在稱為磷酸酮醇酶途徑的過程中，除乳酸外還產生二氧化碳和乙醇。

被鑒定為能夠發酵乳糖的一些主要細菌菌株在埃希氏菌屬，檸檬酸桿菌屬，腸桿菌屬和克雷伯氏菌屬中。所有這四個組都屬于腸桿菌科。通過使用生化測試，可以將這四個物種彼此分離。為了區分物種，可以輕松進行簡單的生物學測試。除了全序列基因組學之外，常見的測試還包括H2S的產生，運動性和檸檬酸鹽的使用，吲哚、甲基紅和Voges-Proskauer測試。

乳酸發酵在世界許多地區用于生產無法通過其他方法生產的食品。乳酸菌最商業上重要的屬是乳桿菌，盡管有時還會使用其他細菌，甚至酵母。乳酸發酵的兩個最普遍的應用是在酸奶和酸菜的生產中。

通過乳酸菌（LAB）發酵水果和蔬菜中的糖分而制備的產品。傳統上，無碘鹽是通過鹽水引入蔬菜的，這可以抑制腐敗，但可以增加乳酸菌的生長。所制備的產品富含乳酸，只有能耐受乳酸pH值的有益細菌才能存活。它不僅確保營養素的優良品質，而且還是益生菌的良好來源。

乳酸發酵還用于酸菜的生產。生產酸菜的主要細菌是Leuconostoc屬。

與酸奶一樣，由于乳酸發酵生物導致酸度升高時，許多其他病原微生物也被殺死。細菌產生乳酸，以及簡單的醇和其他碳氫化合物。然后它們可以結合形成酯，從而形成酸菜的獨特風味。

在1990年代，人們提出了乳酸假說，以解釋人們為什么在劇烈運動期間和之后會感到灼熱或肌肉抽筋。肌肉細胞內缺氧導致乳酸發酵。這是由于細胞需要氧作為末端電子受體來產生ATP。在沒有氧氣的情況下，細胞需要通過不同的方法來產生能量。乳酸或乳酸和H +是副產物。乳酸的堆積會引起肌肉細胞內部灼熱感，從而導致腿抽筋和不適。

2006年的研究表明，酸中毒并不是肌肉痙攣的主要原因，而是由于肌肉內缺乏鉀，導致高壓力下肌肉收縮。乳酸假說的另一個變化是，當乳酸鈉進入體內時，經過一段時間的運動，宿主體內的疲勞程度會更高。

乳酸發酵對肌肉細胞生理很重要。當肌肉細胞進行激烈的運動（如沖刺）時，它們會迅速需要能量。肌肉細胞中只有足夠的ATP可以持續數秒的短跑。然后，由于這些細胞處于厭氧環境中，因此它們默認會發酵乳酸。通過乳酸發酵，即使在劇烈的活動下，肌肉細胞也能夠產生ATP和NAD +來繼續糖酵解。

少量乳酸在循環中提供能量和底物，對人體有益。在乳糖不耐癥人群中，已將乳糖發酵為乳酸的小規模研究顯示可幫助乳糖不耐癥人群。發酵過程限制了可用乳糖的量。隨著乳糖含量的降低，體內的堆積減少，從而減少了腹脹。乳酸發酵的成功在酸奶培養物中最為明顯。正在對其他乳制品如嗜酸乳進行進一步研究。