I complessi I, III, e IV non trasferiscono solo elettroni ma, essendo proteine sono in grado di prelevare ioni H+ dalla matrice per trasferirli nello spazio tra le due membrane.. Gli ioni tenderebbero a ritornare nella matrice ma, poiché la membrana è impermeabile agli ioni, questi sfruttano un canale ionico, l'ATP-sintasi che trasforma l'energia potenziale di gradiente in lavoro utile a produrre ATP.