ATPはATPシンターゼと呼ばれる酵素によって作られます。 この酵素の構造とその根底にある遺伝子の両方は、すべての既知の形態の生命において著しく類似している。 カルビンサイクルは、光合成の最も重要な部分の一つです。
ATPシンターゼは、通常、プロトン勾配の形で、膜貫通電気化学電位勾配によって供給されます。 電子輸送鎖の機能は、この勾配を生成することである。 すべての生物において、一連の酸化還元反応は、膜貫通電気化学的電位勾配、またはいわゆるプロトン駆動力（pmf）を生成するために使用される。
酸化還元反応は、電子がドナー分子からアクセプター分子に移動する化学反応です。 これらの反応を駆動する基礎となる力は、反応物および生成物のギブス自由エネルギーである。 ギブス自由エネルギーは、仕事をするために利用可能なエネルギー（「自由」）です。 系の全体的なギブス自由エネルギーを減少させる反応は自発的に進行する（系が等圧で断熱的であることを考えると）が、反応は速度論的に阻害されるとゆっくりと進行する可能性がある。
高エネルギー分子（ドナー）から低エネルギー分子（アクセプター）への電子の移動は、一連の中間酸化還元反応に空間的に分離することができる。 これは電子輸送鎖である。
反応が熱力学的に可能であるという事実は、それが実際に起こることを意味するものではありません。
反応が熱力学的に可能であるという 水素ガスと酸素ガスの混合物は自発的に発火しません。 ほとんどの生化学反応を有用な速度で進行させるためには、活性化エネルギーを供給するか、または系の固有活性化エネルギーを低下させることが必 生体システムは、生化学反応の活性化エネルギーを低下させるために複雑な高分子構造を使用しています。
熱力学的に有利な反応（高エネルギー状態から低エネルギー状態への遷移）を熱力学的に不利な反応（電荷の分離、浸透勾配の生成など）に結合することが可能であり、系の全体的な自由エネルギーが減少するように（熱力学的に可能にする）、有用な作業が同時に行われる。 熱力学的に有利な反応が同時に起こる場合にのみ、生物学的高分子が熱力学的に不利な反応を触媒するという原理は、すべての既知の形態の生命電子輸送鎖（ETCとして最も知られている）は、膜貫通電気化学的電位勾配の形でエネルギーを生成する。
電子輸送鎖（ETCとして最も知られている）は、電 このエネルギーは有用な仕事をするために使用されます。 この勾配は、膜を横切って分子を輸送するために使用することができる。 それが細菌の鞭毛の回転のような機械仕事を、するのに使用することができます。 これは、成長に必要な高エネルギー分子であるATPおよびNADPHを生成するために使用することができます。