La fermentation a un rôle majeur dans la fabrication du pain et dans le produit final obtenu. Elle commence au moment où l'on incorpore la levure pour ne s'arrêter qu'au cours de la cuisson. Ce sont les levures qui, grace aux sucres et à l'amidon endommagé présents dans la farine, se multiplient en produisant du CO2 sous forme gazeuse. C'est ce CO2 qui fait gonfler mécaniquent la pâte. Si l'on tarde trop à mettre au four, le pain est trop levé et retombe comme un soufflé: le réseau gluténique qui a été organisé lors du pétrissage a été trop étiré et ne peut plus assurer son rôle de "charpente". Lors de la cuisson, par contre, il y a un phénomène appelé gélatinisation du gluten se produisant sous l'effet de la température, ce qui permet de consolider définitivement cette charpente et de donner au pain son apparence finale.

On trouve 2 phases où l'on fait reposer la pâte: le pointage en masse (ou en cuve), et l'apprêt (ou deuximème fermentation).

Le pointage en masse débute juste après la fin du pétrissage et dure, selon les types de pain que l'on fait, de 10mn à 3h. Il permet à la pâte de prendre de la force, c'est à dire d'être plus élastique et moins extensible. C'est pendant cette fermentation que se développent la plupart des aromes qui donneront au pain son goût et sa flaveur finale, d'où l'importance de cette fermentation. A la fin du pointage, la pâte a augmenté de volume et est bombée (photo 1).

L'apprêt débute juste après le façonnage du pain, c'est lui qui conditionne le gonflement du pain et qui lui donne son volume final. A la fin de l'apprêt, le pain est prêt à enfourner (photo 2).