Drojdia este un microb unicelular care aparține de regnul fungilor. Există aproximativ 1.500 de specii cunoscute de drojdie, dar cea utilizată în domeniul alimentar este Saccharomyces cerevisiae. Proprietatea sa cheie o reprezintă producerea de dioxid de carbon (CO2), ca rezultat al consumului moleculelor de glucoză (un proces cunoscut sub numele de fermentare). Dioxidul de carbon rămâne captat în interior, creându-se astfel o textură moale, spongioasă.
Există miliarde de celule de drojdie, într-un singur plic de drojdie. Zahărul cu care se hrănesc provine din făina de pâine, care este în principal formată din amidon: lanțuri lungi de molecule de glucoză. Aceste lanțuri sunt prea mari pentru ca drojdia să le metabolizeze, dar făina pentru obținerea pâinii conține și anumite enzime, numite „amilaze” (acestea se regăsesc în mod natural în făină, dar sunt adesea adăugate artificial pentru a crește concentrația), care, în prezența apei, descompun chimic lanțurile de amidon în molecule individuale de glucoză. Celulele de drojdie consumă această glucoză, pe care o transformă în energie, eliberând apă și CO2 ca produs secundar.
Drojdia crește și se multiplică cel mai rapid la temperaturi cuprinse între 30 și 35 °C, motiv pentru care aluatul crește cel mai mult într-un dulap aerisit sau pe un pervaz cald. Spre finalul procesului, drojdia nu mai poate metaboliza complet glucoza din cauza lipsei de oxigen. În acest caz, aceasta trece la un proces anaerob (în care nu are nevoie de oxigen), în urma căruia se produce alcool (etanol) în loc de apă ca produs secundar.
În timpul procesului de coacere a pâinii, căldura degajată de cuptor produce evaporarea alcoolului și distruge celulele de drojdie.