Substrat düzeyinde fosforilasyon, reaktif bir ara üründen ADP’ye fosfat grubu aktarımı ile ATP’nin üretildiği bir kimyasal reaksiyondur. Bu reaksiyon, oksijene bağımlı olmayan ve az miktarda ATP sağlayan bir fosforilasyon türüdür. Substrat düzeyinde fosforilasyon, glikoliz, Krebs döngüsü ve fermantasyon gibi hücresel solunumun bazı aşamalarında gerçekleşir. Substrat düzeyinde fosforilasyon, hem sitoplazmada hem de mitokondride gerçekleşebilir.