氧化磷酸化（反应） oxidative phosphoryla-tion 与电子传递偶联并从ADP生成ATP的过程。在呼吸基质的氧化中游离出来的能量确保持了ATP的高能磷酸键。该反应系统只存在于
线粒体内膜。一旦膜的构造被破坏，或是脱偶联剂的存在，电子传递系统和磷酸化系的偶联便失掉了，而只进行氧化反应，引起消耗的氧原子数与固定的磷酸基之比（P∶O）下降。在无伤电子传递系统中，偶联部位有三处，理论上的P∶O比是3（琥珀酸为底物时是2）。氧化磷酸化的能量效率在标准状态下ATP生成约为40%。实际情况比这个数字要高（-60%）。关于从氧化还原能转入到高能磷酸键的转换机制，虽有高能中间体说、化学渗透压说、膜构造变化说等三个对立的学说，但它们并不是完全相互排斥的。