Para a transformação da energia contida nas coenzimas em ATP, os prótons das coenzimas são transferidos entre os complexos inseridos na matriz mitocondrial até o complexo IV.

Os elétrons presentes na coenzima NADH são transferidos primeiramente para o complexo II.

A água é o aceptor final de elétrons na cadeia de transporte de elétrons.

Na cadeia de transporte de elétrons e na fosforilação oxidativa, para cada NADH são formadas duas moléculas de ATP e para cada FADH2 são formadas três moléculas de ATP.

O transporte de elétrons ocorre junto com o transporte de prótons para o espaço intermembranas. Os prótons voltam espontaneamente para a matriz mitocondrial, sendo que a energia associada à força próton-motriz leva à síntese de ATP.