TCA的生物學意義可以分為兩方面論述，1.能量代謝 2.物質代謝
1、三羧酸循環是機體將糖或其他物質氧化而獲得能量的最有效方式。在糖代謝中，糖經此途徑氧化產生的能量最多。毎分子葡萄糖經有氧氧化生成H2O和CO2時，可凈產生32分子ATP或30分子ATP。
2、三羧酸循環是糖、脂，蛋白質，甚至核酸代謝，聯絡與轉化的樞紐。
（1）此循環的中間產物（如草酰乙酸、α-酮戊二酸）是合成糖、氨基酸、脂肪等的原料。其中OAA可以脫羧成為PEP，參與糖異生，重新合成生物體內的能源。acetylCOA可以合成丙二酰ACP，參與軟脂酸合成。OAA可以在轉氨酶的參與下，進行轉氨基作用，生成Asp，參與urea cycl，合成精氨酸代琥珀酸等尿素前體物質。其中某些代謝物質，還能參與嘌呤和嘧啶的合成，甚至合成卟啉ring，參與血紅蛋白合成。
（2）TCA是糖、蛋白質和、和脂肪徹底氧化分解的共同途徑：蛋白質的水解產物（如谷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸等脫氨后或轉氨后的碳架）要通過三羧酸循環才能被徹底氧化，產生大量能量；脂肪分解后的產物脂肪酸經β-氧化后生成乙酰CoA以及甘油，甘油經過EMP途徑也生成乙酰CoA，最終也要經過三羧酸循環而被徹底氧化。糖代謝的所有途徑最后生成Pyruvate，脫氫成為acetyl-CoA，參與TCA。
綜上所述，三羧酸循環是聯系三大物質代謝的，也是能量代謝的樞紐。