Surdej er en kultur af gærsvampe og mælkesyrebakterier i mel og vand. Det, der foregår i en surdej, kalder man ’fermentering’.
Mel består for størstedelen af stivelse, som kemisk set er sukker i lange kæder. Melet indeholder selv nogle enzymer, alfa- og beta-amylase, som begynder at spalte stivelsesmolekylerne til maltsukker, når melet bliver blandet med vand. Det er den mekanisme, som gør, at kornet kan spire på marken.