Katabolismus je soubor metabolických drah, které rozkládají molekuly na menší jednotky a uvolňují energii. Při katabolismu se velké molekuly, jako jsou polysacharidy, mastné kyseliny, nukleové kyseliny a bílkoviny, rozkládají na menší jednotky, jako jsou monosacharidy, mastné kyseliny, nukleotidy a aminokyseliny. Protože se molekuly, jako jsou polysacharidy, bílkoviny a nukleové kyseliny, vyrábějí z dlouhých řetězců těchto malých monomerních jednotek, nazývají se velké molekuly polymery.
Buňky používají monomery uvolněné z odbourávání polymerů buď ke konstrukci nových molekul polymerů, nebo dále degradují monomery na jednoduché odpadní produkty, uvolňují energii. Buněčné odpady zahrnují kyselinu mléčnou, kyselinu octovou, oxid uhličitý, amoniak a močovinu. Tvorba těchto odpadů je obvykle oxidačním procesem, který zahrnuje uvolnění chemické volné energie, z níž část se ztrácí jako teplo, ale zbytek se používá k pohonu syntézy adenosintrifosfátu (ATP). Tato molekula působí jako způsob, jak buňka přenáší energii uvolněnou katabolismem na reakce vyžadující energii, které tvoří anabolismus. Katabolismus proto poskytuje chemickou energii nezbytnou pro udržení a růst buněk. Příklady katabolických procesů zahrnují glykolýzu, cyklus kyseliny citronové, odbourávání svalové bílkoviny za účelem využití aminokyselin jako substrátů pro glukoneogenezi a odbourávání tuku v tukové tkáni na mastné kyseliny.
Existuje mnoho signálů, které řídí katabolismus. Většina známých signálů jsou hormony a molekuly podílející se na samotném metabolismu. Endokrinologové tradičně klasifikují mnoho hormonů jako anabolické nebo katabolické, podle toho, jakou část metabolismu stimulují. „Klasické“ katabolické hormony známé od počátku 20. století jsou kortizol, glukagon a adrenalin (a další katecholaminy). V posledních desetiletích bylo objeveno mnohem více hormonů s alespoň určitými katabolickými účinky, včetně cytokinů, orexinu a hypocretinu (dvojice hormonů) a melatoninu.