La maggior parte dell'attività della catena di trasporto degli elettroni si verifica nella membrana interna mitocondriale di una cellula. Qui è dove la catena di trasporto degli elettroni ottiene le proteine di cui ha bisogno per funzionare correttamente.
La catena di trasporto degli elettroni è il passaggio finale della respirazione cellulare. Durante questo passaggio, gli elettroni vengono rimossi da FADH2 e NADH. Vengono poi trasferiti alle molecole di ossigeno per produrre acqua. La catena di trasporto degli elettroni si basa su tre complessi proteici di membrana integrali per funzionare correttamente: complesso NADH deidrogenasi, complesso citocromo c reduttasi e complesso citocromo c ossidasi. La maggior parte dell'ATP prodotta durante la respirazione cellulare è generata dalla catena di trasporto degli elettroni.