Oksidatif fosforilasyon, canlılarda enerji kaynağı olarak kullanılan ATP sentezinde kullanılan yollardan biridir. Fosforilasyon olarak da adlandırılan ATP sentezi başlıca üç yoldan gerçekleştirilir.
Oksidatif fosforilasyon (oksijenli solunumda)
Substrat düzeyinde fosforilasyon (oksijensiz ve oksijenli solunumda)
Fotofosforilasyon (fotosentezde)
Kemofosforilasyon (kemosentezde)
Oksidatif fosforilasyon, oksijenli solunumun son evresini teşkil eder. Glikoliz ve Krebs döngüsü sırasında oluşan bileşiklerdeki hidrojen atomlarının, ökaryot hücrelerde mitokondrinin, prokaryot hücrelerde hücre zarının üzerinde bulunan elektron taşıma sisteminden (ETS) geçirilmesi sırasında oksijenle birleşerek su oluşturması ve kalan bileşiklerin ATP yapımında kullanılması olayıdır. Bilindiği gibi hidrojen atomu elektron ve protondan oluşur. Elektron ETS sürecinde protondan ayrılır, aktarmalarla oksijen molekülüne taşınır. Fazladan bir elektron almış olan oksijenin, elektronsuz kalmış hidrojen protonuyla kenetlenmesiyle de su oluşur.
Oksijenli ortamda, ökaryot hücrelerin mitokondrilerinde prokaryot hücrelerin sitoplazmasında gerçekleşir. Oksijenli solunumda enerjinin en fazla üretildiği evredir
