ATP er laget av et enzym kalt ATP-syntase. Både strukturen til dette enzymet og dets underliggende gen er bemerkelsesverdig like i alle kjente livsformer. Calvin-syklusen er en av de viktigste delene av fotosyntese. ATP-syntase drives av en transmembran elektrokjemisk potensiell gradient, vanligvis i form av en protongradient. Funksjonen til elektrontransportkjeden er å produsere denne gradienten. I alle levende organismer brukes en rekke redoksreaksjoner til å produsere en transmembran elektrokjemisk potensiell gradient, eller en såkalt protonmotivkraft (pmf).Redoksreaksjoner Er kjemiske reaksjoner der elektroner overføres fra et donormolekyl til et akseptormolekyl. Den underliggende kraften som driver disse reaksjonene er Gibbs fri energi av reaktantene og produktene. Gibbs fri energi er energien tilgjengelig («gratis») for å gjøre arbeid. Enhver reaksjon som reduserer Den Totale Gibbs fri energi i et system vil fortsette spontant (gitt at systemet er isobarisk og også adiabatisk), selv om reaksjonen kan fortsette sakte hvis den er kinetisk hemmet.overføringen av elektroner fra et høyenergimolekyl (donoren) til et lavere energimolekyl (akseptoren) kan romlig separeres i en serie mellomliggende redoksreaksjoner. Dette er en elektrontransportkjede.
det faktum at en reaksjon er termodynamisk mulig betyr ikke at det faktisk vil skje. En blanding av hydrogengass og oksygengass antennes ikke spontant. Det er nødvendig enten å levere en aktiveringsenergi eller å senke systemets indre aktiveringsenergi, for å få de fleste biokjemiske reaksjoner til å fortsette med en nyttig hastighet. Levende systemer bruker komplekse makromolekylære strukturer for å senke aktiveringsenergiene til biokjemiske reaksjoner.det er mulig å koble en termodynamisk gunstig reaksjon (en overgang fra en høy-energitilstand til en lavere energitilstand) til en termodynamisk ugunstig reaksjon (for eksempel en separasjon av ladninger eller opprettelsen av en osmotisk gradient) på en slik måte at systemets totale frie energi reduseres (gjør det termodynamisk mulig), mens nyttig arbeid gjøres samtidig. Prinsippet om at biologiske makromolekyler katalyserer en termodynamisk ugunstig reaksjon hvis og bare hvis en termodynamisk gunstig reaksjon oppstår samtidig, ligger til grunn for alle kjente livsformer.Elektrontransportkjeder (mest kjent SOM ETC) produserer energi i form av en transmembran elektrokjemisk potensiell gradient. Denne energien brukes til å gjøre nyttig arbeid. Gradienten kan brukes til å transportere molekyler over membraner. Det kan brukes til å gjøre mekanisk arbeid, for eksempel roterende bakteriell flagella. DET kan brukes til å produsere ATP og NADPH, høy-energi molekyler som er nødvendige for vekst.