代谢的三个主要目的是将食物转化为能量；将营养物质转化为蛋白、碳水化合物、脂质和核酸；以及清除含氮废物。代谢变化和/或功能紊乱与神经退行性疾病之间有很强的相关性。尤其是，在许多神经退行性疾病中观察到葡萄糖耐量异常或胰岛素抵抗。代谢变化是一个原因还是一个结果尚不清楚；但了解代谢改变在疾病进展中的作用至关重要，因为这些变化与所有神经退行性疾病有关。
AKT 在葡萄糖代谢、细胞存活、细胞生长和迁移等细胞过程中起到关键作用。在胰岛素的刺激下，AKT 在 Ser473 发生磷酸化时被激活，从而调控葡萄糖转运。AKT 与阿尔茨海默病有关，但其实际作用尚未理解清楚。其重要性被公认为能促成 Tau 过度磷酸化。Akt 还与帕金森病有关。
哺乳动物雷帕霉素靶蛋白 (mTOR) 是一种 ATP 和氨基酸感应蛋白，可平衡营养物质可用性和细胞生长。它是胰岛素和 PI3K 信号转导通路的一部分，并且是 mTORC 复合体的核心组分。mTOR 与亨廷顿氏舞蹈病和阿尔茨海默病等神经退行性疾病有关。
AMPKα 是一种中心代谢调节分子，并且在低 ATP 水平下会被磷酸化。激活的 AMPKα 会启动下游活动，从而影响葡萄糖和脂质代谢。AMPKα 失调与阿尔茨海默病和肌萎缩性脊髓侧索硬化症有关。
S6 核糖体蛋白通常用作神经元活性的一种标记物以及 mTORC1 活性的一个读取手段。在亨廷顿氏舞蹈病和阿尔茨海默病中，该核糖体蛋白的磷酸化发生改变。
载脂蛋白是脂质和胆固醇的转运蛋白。ApoE4 在肝细胞和脑细胞中产生，与神经元可塑性和突触发生有关。携带 APOE4 等位基因的人患阿尔茨海默病的风险较高，但 ApoE4 在阿尔茨海默病病因学中的确切作用尚不清楚。APOE4 等位基因的存在还与帕金森病的早期发作有关。
