NAD 参与能量代谢主要体现在细胞呼吸的多个关键环节，具体过程如下：

在细胞质中进行的糖酵解是葡萄糖分解的第一步，1 分子葡萄糖经过一系列反应最终生成 2 分子丙酮酸。在这个过程中，3 - 磷酸甘油醛在 3 - 磷酸甘油醛脱氢酶的作用下被氧化，同时将 NAD⁺还原为 NADH，此步反应产生了能量代谢过程中的第一个 NADH。每分子葡萄糖经糖酵解可产生 2 分子 NADH，这些 NADH 携带的电子和质子将在后续的能量生成过程中发挥重要作用。

糖酵解产生的丙酮酸进入线粒体后，在丙酮酸脱氢酶复合体的作用下生成乙酰辅酶 A，乙酰辅酶 A 与草酰乙酸结合进入三羧酸循环。在三羧酸循环中，异柠檬酸在异柠檬酸脱氢酶的作用下氧化脱羧生成 α- 酮戊二酸，同时将 NAD⁺还原为 NADH；α- 酮戊二酸在 α- 酮戊二酸脱氢酶复合体的作用下生成琥珀酰辅酶 A，此过程也伴随 NAD⁺被还原为 NADH；苹果酸在苹果酸脱氢酶的作用下氧化为草酰乙酸，同样会产生 NADH。每个乙酰辅酶 A 经过三羧酸循环会产生 3 分子 NADH，由于 1 分子葡萄糖彻底氧化分解会产生 2 分子乙酰辅酶 A，所以共产生 6 分子 NADH。