Procesul de fosforilare oxidativă are loc în mitocondrii și reprezintă principalul mecanism prin care se obține energie din alimentele consumate. În timpul acestui proces, moleculele de nicotinamid adenin dinucleotid fosfat (NADH) și flavin adenin dinucleotid (FADH2) sunt oxidate, ceea ce determină transferul de electroni către lanțul de transport al electronilor. Acest proces generează un gradient de protoni peste membrana mitocondrială internă, ceea ce stimulează sinteza ATP din ADP și fosfat prin intermediul complexului de sintetizare a ATP (ATP sintază).