丙酮酸是在一元羧酸转运酶(丙酮酸转运酶)的帮助下进入线粒体，不需要消耗能量，相当于协助扩散丙文酸通过自由扩散通过外膜；内膜是丙酮酸转运酶协助扩散转进去的。丙酮酸在有氧状态下，进入线粒体中，丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA进入三羧酸循环，进而氧化生成CO2和H2O，同时NADH+H+等可经呼吸链传递，伴随氧化磷酸化过程生成H2O和ATP。
丙酮酸以何种运输方式由细胞质基质进入线粒体？
线粒体的外膜(outmembrane)含40%的脂类和60%的蛋白质，具有孔蛋白（porin）构成的亲水通道，允许分子量为5KD以下的分子通过，1KD以下的分子可自由通过。丙酮酸的相对分子质量只有90D，能够自由通过线粒体外膜。
协同运输（cotransport）是一类靠间接提供能量完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的能量来自膜两侧离子的电化学浓度梯度，而维持这种电化学势的是钠钾泵或质子泵。
线粒体的内膜（innermembrane）含100种以上的多肽，蛋白质和脂类的比例高于3:1。线粒体内膜通透性很低，仅允许不带电荷的小分子物质通过，大分子和离子通过内膜时需要特殊的转运系统。丙酮酸通过线粒体内膜是利用H+梯度协同运输的。
