还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷二钠（NADH）在三羧酸循环过程中发挥着至关重要的作用，具体体现在以下几个方面：
一、作为氢载体参与氧化还原反应
三羧酸循环是一个复杂的氧化还原过程，在循环中有多个步骤涉及到脱氢反应，例如，在异柠檬酸脱氢酶催化异柠檬酸氧化脱羧生成α-酮戊二酸的反应中，以及α-酮戊二酸脱氢酶复合体催化α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰辅酶A的反应中，底物分子上的氢原子会被脱下。NAD+作为氢受体接受这些氢原子，形成NADH。然后，在后续的反应中，它又可以作为氢供体，将氢原子传递给其他的电子传递体，从而保证氧化还原反应的顺利进行，使三羧酸循环能够持续运转。
二、为电子传递链提供电子
还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷二钠是细胞内重要的还原当量，它携带的电子具有很高的能量。在三羧酸循环产生的NADH会进入线粒体的电子传递链。在线粒体内膜上，NADH将电子传递给电子传递链的复合物I，启动电子在电子传递链中的传递过程。电子在复合物I、辅酶Q、复合物III、细胞色素c和复合物IV等电子传递体之间依次传递，在这个过程中，电子的能量逐步释放，用于将质子从线粒体基质泵到线粒体内膜间隙，形成质子电化学梯度。
三、参与ATP的生成
由还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷二钠参与形成的质子电化学梯度具有很高的势能，这种势能可以驱动ATP合酶合成ATP，这一过程称为氧化磷酸化。每分子NADH通过电子传递链和氧化磷酸化过程，大约可以生成2.5分子的ATP，因此，NADH在三羧酸循环与细胞能量生成之间起到了关键的桥梁作用，为细胞的各种生命活动提供了能量支持。
四、调节三羧酸循环的速度
还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷二钠的浓度对三羧酸循环的速率有重要的调节作用。当细胞内NADH的浓度较高时，表明细胞内的能量状态较好，此时NADH会反馈抑制三羧酸循环中的一些关键酶，如异柠檬酸脱氢酶等，使三羧酸循环的速度减慢，从而减少代谢物的氧化分解，避免能量的过度消耗。相反，当细胞内NADH的浓度较低时，三羧酸循环中的关键酶活性增强，三羧酸循环加速，以满足细胞对能量的需求。
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