Organik moleküllerin yıkımıyla veya inorganik moleküllerin oksitlenmesi sonucu açığa çıkan elektronların, elektron taşıma sisteminde yükseltgenme ve indirgenme reaksiyonları ile taşınması sırasında oluşan enerjiden ATP üretilmesine oksidatif fosforilasyon denir. Oksijenli, oksijensiz solunum yapan canlılar ve kemosentez yapan canlılarda ATP üretiminin çoğu; oksidatif fosforilasyonla elde edilir.