Míg a glikolízis valóban megtörténhet anaerob módon, az agyi glikolízist szigorúan aerobnak tekintik. Az agysejteknek, különösen a neuronoknak óriási energiaigényük van, és szinte teljes mértékben az állandó glükóz-ellátástól függenek elsődleges tüzelőanyagként a létfontosságú neurotranszmissziós és egyéb jelátviteli folyamatok végrehajtásához. Ezt az energiaellátást az oxidatív foszforiláció tartja fenn, amely egy olyan folyamat, amely a sejtek mitokondriumában megy végbe, és oxigén jelenlétét igényli.
Az agyban a glükóz az aerob glikolízis kombinációján megy keresztül, ahol a glükóz kis lépésekben lebomlik, majd az ezt követő mitokondriális légzésen, ahol a glikolízis keletkező termékei tovább bomlanak, és oxigén segítségével lényegesen nagyobb mennyiségű ATP-t állítanak elő.
Ezért, ellentétben más szervekkel, amelyek oxigén hiányában anaerob glikolízisre támaszkodhatnak az energia beszerzéséhez, az agy nem tud átváltani anaerob glikolízisre, és így erősen függ az állandó oxigénellátástól.