將自身有機物分解成無機物歸還到無機環境并釋放能量的過程叫異化作用。異化作用的實質是生物體內的大分子，包括蛋白質、脂類和糖類被氧化并在氧化過程中放出能量。能量中的部分為ADP轉化為ATP的反應吸收，并由ATP作為儲能物質供其他需要。
簡單說，同化作用就是把非己變成自己；異化正好相反把自己變成非己。同化作用是新陳代謝當中的一個重要過程，作用是把消化后的營養重新組合，形成有機物和貯存能量的過程。
細胞呼吸是生物界最基本的異化作用，通過氧化分解有機物釋放能量，為生物體生命活動提供直接能源物質——ATP。細胞呼吸按著是否需要氧氣的參與分為有氧呼吸和無氧呼吸兩種方式，但有的生物或組織可進行有氧呼吸，也可進行無氧呼吸，還可同時進行有氧呼吸和無氧呼吸，如酵母菌等。