En la [[fosforilación oxidativa]], los e (electrones) liberados de moléculas de alimento en rutas como el ciclo de Krebs son transferidas con oxígeno, y la energía es liberada para sintetizar adenosín trifosfato. Esto se da en las células [[eucariota]]s por una serie de [[proteína]]s en las membranas de la [[mitocondria]] llamadas [[cadena de transporte de electrones]]. En las células [[procariota]]s, estas proteínas se encuentran en la [[Bacteria#Estructuras intracelulares|membrana interna]].<ref>{{Cita publicación|autor=Hosler J, Ferguson-Miller S, Mills D |título=Energy transduction: proton transfer through the respiratory complexes |revista=Annu Rev Biochem |volumen=75 |número= |páginas=165-87 |año=2006 |pmid=16756489}}</ref> Estas proteínas utilizan la energía liberada de la oxidación del electrón que lleva la coenzima NADH para bombear [[protones]] a lo largo de la membrana.<ref>{{Cita publicación|autor=Schultz B, Chan S |título=Structures and proton-pumping strategies of mitochondrial respiratory enzymes |revista=Annu Rev Biophys Biomol Struct |volumen=30 |número= |páginas=23-65 |año=2001 |pmid=11340051}}</ref>
Los protones bombeados fuera de la mitocondria crean una [[Difusión|diferencia de concentración]] a lo largo de la membrana, lo que genera un gradiente electroquímico.<ref>{{Cita publicación|autor=Capaldi R, Aggeler R |título=Mechanism of the F(1)F(0)-type ATP synthase, a biological rotary motor |revista=Trends Biochem Sci |volumen=27 |número=3 |páginas=154-60 |año=2002 |pmid=11893513}}</ref> Esta fuerza hace que vuelvan a la mitocondria a través de una subunidad de la [[ATP-sintasa]]. El flujo de protones hace que la subunidad menor gire, lo que produce que el [[sitio activo]] fosforile al [[adenosín difosfato]] (ADP) y lo convierta en ATP.<ref name=Dimroth />
