1. Kompleksy łańcucha oddechowego przenoszą elektrony pochodzące z atomów wodoru wyprodukowanych np. w cyklu Krebsa w reakcji red-ox - od NADH i FADH2 do tlenu.
2. Jednocześnie te same kompleksy (oprócz kompleksu II) przepompowują pochodzące z dysocjacji jony wodorowe (protony, H+) z wnętrza mitochondrium do przestrzeni międzybłonowej. W przestrzeni międzybłonowej panuje 25 x większe stężenie H+ niż w matrix.
3. Syntaza ATP wykorzystując energię strumienia jonów H+, które powracając do matrix przepływają przez specjalny kanał i syntetyzuje ATP z ADP i Pi