溢出代謝是指看似浪費的策略，其中細胞不完全氧化其生長底物（例如葡萄糖）而不是使用呼吸途徑，即使在有氧的情況下。由于采用了這種代謝策略，細胞會排泄（或“溢出”）代謝物，如乳酸、乙酸和乙醇。生長底物的不完全氧化產生的能量（例如ATP）比通過呼吸完全氧化產生的能量少，但代謝溢出-在癌癥的背景下被稱為Warburg效應-普遍存在于快速生長的細胞中，包括細菌、真菌和哺乳動物細胞。

基于對大腸桿菌中醋酸鹽溢出的實驗研究，最近的研究為溢出代謝與快速生長的關聯提供了一般性解釋。根據這個理論，呼吸所需的酶比葡萄糖部分氧化所需的酶更昂貴。也就是說，如果細胞產生足夠的這些酶來支持呼吸代謝的快速生長，它會消耗更多的能量、碳和氮（每單位時間），而不是支持不完全氧化的快速生長。代謝（例如發酵）。鑒于細胞的能量資源有限且蛋白質的物理體積固定，因此人們認為需要權衡在通過中央代謝（即呼吸）有效捕獲能量和通過高中央代謝通量（例如通過酵母發酵）實現的快速生長之間。

作為另一種解釋，有人建議細胞可能會受到它們將吉布斯能量消散到環境中的速度的限制。在通量平衡分析中使用組合的熱力學和化學計量代謝模型，其中(i)生長最大化作為目標函數和(ii)細胞吉布斯能量耗散率的確定限制，正確預測生理參數、細胞內代謝通量和代謝物濃度達到了。