La chemosmosi è il pompaggio di protoni attraverso canali speciali nelle membrane dei mitocondri. Ciò si traduce in un gradiente di protoni verso il basso che i protoni viaggiano spontaneamente. Questo movimento di elettroni produce energia, che viene utilizzata dai mitocondri per legare gli ioni fosfato all'adenosina difosfato, creando l'adenosina trifosfato, la principale valuta energetica delle cellule.
La chemosmosi inizia con lo spostamento di protoni nudi, o nuclei di idrogeno, in un'area di maggiore concentrazione, che funziona contro le normali tendenze di diffusione. Come tale, l'energia deve essere utilizzata per spostare il protone. Questa energia proviene da una catena di trasporto di elettroni. Questa catena di trasporto sposta gli elettroni dai ricevitori di elettroni ai donatori di elettroni uno dopo l'altro. Questo movimento di cariche negative è attraente per i protoni caricati positivamente, che seguono la catena. Una volta terminato il trasporto degli elettroni, i protoni iniziano a spostarsi spontaneamente attraverso la membrana verso una concentrazione inferiore.
La chemosmosi si verifica alla fine di una lunga serie di complessi cambiamenti chimici che trasferiscono l'energia chimica da una molecola all'altra, dal glucosio fino all'ATP. Se la fonte di cibo non è uno zucchero ma un grasso o, soprattutto, una proteina, il processo di generazione dell'ATP è ancora più complicato. Tuttavia, questo è il metodo utilizzato da ogni eukaryote sulla Terra.
