Ainevahetus on kütuse ladustamisega seotud biokeemiliste reaktsioonide kogum molekulid ja kütuse molekulide muundamine energia. Ainevahetus võib viidata ka biokeemiline reaktsioonid ühendid toimuvad elava raku sees. Sõna "metabolism" pärineb kreeka sõnast metabolis, mis tähendab "muutust".
Ainevahetus või metaboolsed reaktsioonid hõlmavad anaboolsed ja kataboolsed reaktsioonid. Anaboolsed reaktsioonid sünteesivad või loovad ühendeid, näiteks valke, nukleiinhapped, süsivesikud ja lipiidid. Kataboolsed reaktsioonid lagundavad keerulised molekulid lihtsamateks, vabastades protsessis sageli energiat. Kataboolse reaktsiooni hea näide on glükoosi lagundamine püruvaadiks rakuhingamise teel.
Ainevahetuse uurimine pärineb vähemalt iidsete kreeklaste ajast. Aristotelese väljaandes Loomade osad kirjeldati toidu muundamist kasutatavateks materjalideks, soojuse eraldumist toiduna ning uriini ja väljaheidete eritumist. Aastal 1260 AD kirjeldas Ibn al-Nafis tema keha pidevat ehitamist ja lahustumist kehas töö Al-Risalah al-Kaniliyyah fil Siera al-Nabawiyyah (Kamili traktaat prohveti teemal Elulugu). Santorio Santorio viis 1614. aastal läbi kontrollitud metaboolseid katseid, mille ta kirjeldas oma raamatus
Ars de statica medicina. Ainevahetuse keemilisi mehhanisme hakati tegelikult mõistma alles 19. sajandil, samas kui molekulide struktuure ei tuntud enne 20. sajandit.