Mitokondrio
Mitokondrio on soluelin, jossa soluhengitys tapahtuu. Mitokondrioiden määrä solussa vaihtelee solun energiatarpeesta riippuen. Runsaasti energiaa kuluttavissa soluissa, kuten lihaksissa, mitokondrioita on runsaasti. Mitokondriossa on omaa DNA:ta. Mitokondriot periytyvät aina äidiltä, ja niitä voidaankin käyttää apuna yksilöntunnistuksessa. Punasoluissa ei ole mitokondrioita.
Oksidatiivinen fosforylaatio
Oksidatiivinen fosforylaatio tarvitsee toimiakseen ATP-syntaasin lisäksi kuljettajaproteiinin, joka tuo ADP:tä mitokondrioon sisään ja vie ATP:tä ulos. Toinen kuljettajaproteiini tarvitaan tuomaan fosfaatti-ioneita mitokondrion matriisiin. Ilman näitä ATP-synteesi pysähtyy, joka johtaa myös elektroninsiirron pysähtymiseen. Tämä taas ilmenee muun muassa hapen kulutuksen loppumisena. Elektroninsiirto ja ADP:n fosforylaatio ovat siis toisiinsa kytketyt. Mitokondrioiden matriisin ADP-ATP-pitoisuussuhde säätää siis ATP:n tuottoa oksidatiivisessa fosforylaatiossa. ADP (adenosiinidifosfaatti) syntyy kun ATP on luovuttanut yhden fosforitähteen .