מחזור חומצות לימון, המכונה גם מחזור קרבס או חומצה טריקרבוקסילית (TCA), הוא סדרה של תגובות כימיות בתא שמפרק אוכל מולקולות לתוך פחמן דו חמצנימים ואנרגיה. בצמחים ובעלי חיים (אאוקריוטות), תגובות אלו מתרחשות במטריצה של המיטוכונדריה של התא כחלק מהנשימה התאית. חיידקים רבים מבצעים גם את מחזור חומצות הלימון, אם כי אין להם מיטוכונדריה ולכן התגובות מתרחשות בציטופלזמה של תאי חיידקים. בחיידקים (פרוקריוטות) משתמשים בקרום הפלזמה של התא בכדי לספק את שיפוע הפרוטון לייצור ATP.
סר הנס אדולף קרבס, ביוכימאי בריטי, זוכה לגילוי המחזור. סר קרבס תיאר את צעדי המחזור בשנת 1937. מסיבה זו, זה נקרא לעתים קרובות מחזור קרבס. זה ידוע גם בשם מחזור חומצות לימון, עבור המולקולה הנצרכת ואז מתחדש. שם נוסף לחומצה לימונית הוא חומצה tricarboxylic, ולכן מערכת התגובות נקראת לעתים מחזור החומצה tricarboxylic או מחזור TCA.
על מנת שהאוכל יכנס למחזור חומצות לימון, יש לפרק אותו לקבוצות אצטיל, (CH3שיתוף). בתחילת מחזור חומצות לימון, קבוצת אצטיל משולבת עם מולקולת ארבע פחמן הנקראת אוקסלואצטט ליצירת תרכובת של שש פחמן, חומצת לימון. במהלך האופניים
, מולקולת חומצת הלימון מסודרת מחדש ומפוטרת משני אטומי הפחמן שלה. פחמן דו חמצני ו -4 אלקטרונים משוחררים. בסוף המחזור, נותרה מולקולה של אוקסלאצטט שיכולה להשתלב עם קבוצת אצטיל אחרת כדי להתחיל את המחזור שוב.מחזור חומצות לימון או מחזור קרבס אינם הקבוצה היחידה של התגובות הכימיות שתאים יכולים להשתמש בהן כדי לשחרר אנרגיה כימית, אולם היא היעילה ביותר. יתכן שלמחזור יש מקורות אביוגניים, קודמים לחיים. ייתכן שהמחזור התפתח יותר מפעם אחת. חלק מהמחזור מגיע מתגובות המופיעות בחיידקים אנאירוביים.