Energia elektronów transportowanych w łańcuchu oddechowym wykorzystywana jest do przepompowywania protonów z matrix mitochondrium do przestrzeni międzybłonowej. W ten sposób generowany jest gradient stężeń protonów po obu stronach błony.
Protony przepompowane do przestrzeni międzybłonowej powracają zgodnie z gradientem stężeń do matrix przez syntazę ATP, napędzając ją do fosforylacji ATP do ADP.