Debido a que el músculo esquelético no puede utilizar el ciclo de urea para eliminar de forma segura los iones de amonio generados en la descomposición de los aminoácidos de cadena ramificada, debe deshacerse de él de una manera diferente. Para ello, el amonio se combina con α-cetoglutarato libre a través de una reacción de transaminación en la célula, produciendo glutamato y α-ceto ácido. La alanina aminotransaminasa (ALT) luego cubre el glutamato de nuevo en α-cetoglutarato, esta vez transfiriendo el amonio al piruvato resultante de la glucólisis, formando alanina libre. El aminoácido alanina actúa como lanzadera: sale de la célula, entra en el torrente sanguíneo y viaja a los hepatocitos en el hígado, donde esencialmente todo este proceso se invierte. La alanina sufre una reacción de transaminación con α-cetoglutarato libre para producir glutamato, que luego se desamina para formar piruvato y, en última instancia, ion amonio libre. Los hepatocitos son capaces de metabolizar el amonio tóxico por el ciclo de la urea, desechándolo de manera segura. Habiendo librado a las células musculares del ion de amonio con éxito, el ciclo proporciona glucosa a las células musculares esqueléticas carentes de energía. El piruvato formado a partir de la desaminación del glutamato en los hepatocitos experimenta gluconeogénesis para formar glucosa, que luego puede ingresar al torrente sanguíneo y ser transportado al tejido muscular esquelético, proporcionándole así la fuente de energía que necesita.
El ciclo de Cahill requiere la presencia de alanina aminotransferasa (alanina transaminasa, ALT), que está restringida a tejidos como los músculos, el hígado y el intestino. Por lo tanto, esta vía se usa en lugar del ciclo Cori solo cuando hay una aminotransferasa presente, cuando hay una necesidad de transferir amoníaco al hígado y cuando el cuerpo está en un estado de catabolismo (descomposición muscular).