az ATP egy ATP szintáz nevű enzim végzi. Mind az enzim szerkezete, mind a mögöttes génje rendkívül hasonló az élet minden ismert formájához. A Calvin ciklus a fotoszintézis egyik legfontosabb része.
az ATP szintetáz transzmembrán elektrokémiai potenciálgradienssel működik, általában protongradiens formájában. Az elektronszállítási lánc feladata ennek a gradiensnek a előállítása. Minden élő szervezetben redox reakciók sorozatát használják transzmembrán elektrokémiai potenciálgradiens vagy úgynevezett protonmotívum (PMF) előállítására.
a Redox reakciók olyan kémiai reakciók, amelyekben az elektronokat egy donor molekulából egy akceptor molekulába továbbítják. A reakciók mögöttes hajtóereje a reagensek és a termékek szabad energiája. A Gibbs szabad energia a rendelkezésre álló energia (“szabad”) a munkához. Bármely reakció, amely csökkenti a rendszer teljes Gibbs szabad energiáját, spontán módon megy végbe (tekintettel arra, hogy a rendszer izobarikus, valamint adiabatikus), bár a reakció lassan folytatódhat, ha kinetikusan gátolják.
az elektronok nagy energiájú molekulából (a donorból) egy alacsonyabb energiájú molekulába (az akceptorba) történő átvitele térben elválasztható köztes redox reakciók sorozatává. Ez egy elektronszállító lánc.
az a tény, hogy a reakció termodinamikailag lehetséges, nem jelenti azt, hogy valóban előfordul. A hidrogéngáz és az oxigéngáz keveréke nem gyullad meg spontán módon. Szükséges vagy aktiválási energiát szolgáltatni, vagy csökkenteni a rendszer belső aktiválási energiáját annak érdekében, hogy a legtöbb biokémiai reakció hasznos sebességgel történjen. Az élő rendszerek komplex makromolekuláris struktúrákat használnak a biokémiai reakciók aktiválási energiáinak csökkentésére.
lehetséges egy termodinamikailag kedvező reakció (a nagy energiájú állapotról az alacsonyabb energiájú állapotra való áttérés) egy termodinamikailag kedvezőtlen reakcióra (például a töltések szétválasztására vagy az ozmotikus gradiens létrehozására), oly módon, hogy a rendszer általános szabad energiája csökkenjen (termodinamikailag lehetővé téve), míg a hasznos munkát egyszerre végezzük. Az az elv, hogy a biológiai makromolekulák katalizálják a termodinamikailag kedvezőtlen reakciót, ha és csak akkor, ha egyidejűleg termodinamikailag kedvező reakció lép fel, az összes ismert életforma alapja.
az Elektronátviteli láncok (legismertebb ETC) transzmembrán elektrokémiai potenciálgradiens formájában termelnek energiát. Ezt az energiát hasznos munkára használják. A gradiens molekulák membránokon keresztüli szállítására használható. Ezt fel lehet használni, hogy nem a mechanikai munka, mint például a forgó bakteriális flagella. Használható ATP és NADPH, nagy energiájú molekulák előállítására, amelyek a növekedéshez szükségesek.