Le pain lève car des champignons microscopiques, les levures, consomment du sucre et expirent des bulles de gaz.

Le champignon spécifique utilisé en boulangerie s'appelle <i>Saccharomyces cerevisiae</i>. Une fois mélangé à la pâte, il décompose l'amidon de la farine en sucres simples pour s'en nourrir : c'est la fermentation.En consommant ces sucres, la levure rejette du dioxyde de carbone (CO2) et une petite quantité d'alcool. La farine de blé contient deux protéines, la gluténine et la gliadine. Lorsqu'on ajoute de l'eau et que l'on pétrit la pâte, ces protéines se lient pour former le gluten. Ce dernier constitue un réseau solide et élastique qui retient les bulles de gaz à l'intérieur.Lors du passage au four, la chaleur fait gonfler davantage les bulles de gaz : c'est la « poussée au four ». La levure s'active intensément jusqu'à ce que la température atteigne environ 60 °C, seuil où elle meurt. La chaleur finit par durcir le gluten et les amidons, fixant ainsi la forme finale du pain.L'humanité utilise ce processus biologique depuis des millénaires. Des preuves indiquent que les Égyptiens de l'Antiquité fabriquaient déjà du pain levé dès 3000 av. J.-C. Aujourd'hui, les scientifiques étudient encore la levure pour comprendre l'efficacité de sa conversion du sucre en énergie.