Внедрённые в несколько складок внутренней мембраны митохондрий, многочисленные копии электронной транспортной цепи, серии из четырёх белковых комплексов, и связанные с ними органические молекулы, которые очень важны для получения энергии. Электроны входят в цепь, используя молекулы носителя никотинамид-аденин-динуклеотида, или NADH, и флавин-аденин-динуклеотида, или FАDH2, которые производятся в цикле лимонной кислоты. Чтобы начать, NADH несёт два электрона в комплекс I, окисляя NADH до NAD+Эти электроны передаются к кофактору флавин-мононуклеотиду или FMN, который затем окисляется, передавая электроны железо-сернистому белку.

Затем, кластер передаёт электроны молекуле носителю, убихинону, или Q, который поглощает два протона, пока несёт электроны к комплексу III. В результате высвобождения энергии четыре протона активно прокачаны через комплекс I.в межмембранное пространство, создавая протонный градиент через внутреннюю мембрану. FDH2 несёт два электрона непосредственно к Комплексу II, окисляя FАDH2 до FAD+Эти электроны передаются к другому белку с содержанием железа и серы, а затем к носителю Q, который также поглощает два протона из митохондриальной матрицы, пока несёт электроны к комплексу III.

В третьем комплексе существует последовательность электронных передач, известная как цикл Q.Сначала электрон передаётся от Q к железо-сернистому белку, затем два протона, перенесённые с помощью Q, закачиваются в межмембранное пространство. После прохождения через промежуточную молекулу цитохрома, цитохром C1, электрон переходит и восстанавливает электронный носитель цитохром С.Затем второй электрон, перенесённый Q передаётся в комплекс цитохрома В, а затем к молекуле Q, которая затем связывает два протона из матрицы. Теперь ещё одна молекула Q связывает комплекс III, и первая часть цикла повторяется, закачивая ещё два протона в межмембранное пространство;то есть там оказывается четыре протона на цикл Q.Второй электрон из только что связанной молекулы Q переносится к цитохрому B, а затем к молекуле Q, ранее получившей электрон.

Теперь, когда у Q есть два электрона, она выходит из Комплекса III и может пожертвовать её электроны в новом цикле Q.Наконец, электронный носитель цитохром C присоединён к Комплексу IV, и два электрона восстанавливают молекулу цитохрома A3 и атом меди, позволяя связывание молекулы кислорода. Как только молекула кислорода полностью восстановлена, она захватывает четыре иона водорода и отщепляется, образуя две молекулы воды. Во время этого процесса ещё четыре протона закачиваются в межмембранное пространство.

Таким образом, цепь электронного транспорта создаёт градиент протонов путём закачивания протонов в межмембранное пространство митохондрий. Тогда эти протоны могут течь обратно по градиенту в митохондриальную матрицу, Через синтазы ATФ, создавая ATФ в процессе, известном как хемиосмос. Окисленные электронные носители могут вернуться к циклу лимонной кислоты для захвата большего количества электронов.