Da der Skelettmuskel den Harnstoffzyklus nicht nutzen kann, um Ammoniumionen, die beim Abbau von verzweigtkettigen Aminosäuren entstehen, sicher zu entsorgen, muss er sie auf andere Weise beseitigen. Dazu wird das Ammonium mit freiem α-Ketoglutarat über eine Transaminierungsreaktion in der Zelle kombiniert, wobei Glutamat und α-Ketosäure erhalten werden. Die Alaninaminotransaminase (ALT) wandelt dann Glutamat wieder in α-Ketoglutarat um, wobei dieses Mal das Ammonium auf Pyruvat übertragen wird, das aus der Glykolyse resultiert, wobei freies Alanin gebildet wird. Die Alanin-Aminosäure wirkt wie ein Shuttle – sie verlässt die Zelle, gelangt in den Blutkreislauf und gelangt zu Hepatozyten in der Leber, wo im Wesentlichen dieser gesamte Prozess umgekehrt wird. Alanin unterliegt einer Transaminierungsreaktion mit freiem α-Ketoglutarat, um Glutamat zu erhalten, das dann desaminiert wird, um Pyruvat und schließlich freies Ammoniumion zu bilden. Hepatozyten sind in der Lage, das toxische Ammonium durch den Harnstoffzyklus zu metabolisieren und es so sicher zu entsorgen. Nachdem die Muskelzellen erfolgreich vom Ammoniumion befreit wurden, versorgt der Zyklus die energiearmen Skelettmuskelzellen mit Glukose. Pyruvat, das aus der Desaminierung von Glutamat in den Hepatozyten gebildet wird, unterliegt einer Glukoneogenese, um Glukose zu bilden, die dann in den Blutkreislauf gelangen und zum Skelettmuskelgewebe transportiert werden kann, wodurch es mit der Energiequelle versorgt wird, die es benötigt.
Der Cahill-Zyklus erfordert die Anwesenheit von Alaninaminotransferase (Alanintransaminase, ALT), die auf Gewebe wie Muskeln, Leber und Darm beschränkt ist. Daher wird dieser Weg anstelle des Cori-Zyklus nur verwendet, wenn eine Aminotransferase vorhanden ist, wenn Ammoniak in die Leber übertragen werden muss und wenn sich der Körper in einem Katabolismuszustand befindet (Muskelabbau).