异化作用（英语：Catabolism）就是生物的分解代谢。是生物体将体内的大分子转化为小分子并释放出能量的过程。呼吸作用是异化作用中重要的过程。

根据生物的呼吸作用是否需要氧气，可将生物分为需氧生物、厌氧生物和兼性生物。

异化作用的实质是生物体内的大分子，包括蛋白质、脂类和糖类被氧化并在氧化过程中放出能量。能量中的部分为ADP转化为ATP的反应吸收，并由ATP作为储能物质供其他需要。

有氧的异化作用中，糖、脂类、蛋白质等变为含羧基的化合物并进行了脱羧的酶促反应，生成二氧化碳；而氢则由脱氢酶激活在线粒体内经过呼吸链的传递将底物还原逐步释放能量，自身被氧化生成水。

For the related metabolic process, see anabolism.

Catabolism (from Greek κάτω kato, "downward" and βάλλειν ballein, "to throw") is the set of metabolic pathways that breaks down molecules into smaller units that are either oxidized to release energy, or used in other anabolic reactions. Catabolism breaks down large molecules (such as polysaccharides, lipids, nucleic acids and proteins) into smaller units (such as monosaccharides, fatty acids, nucleotides, and amino acids, respectively).