Předpokládaný mechanismus oxidativní fosforylace v mitochondrii a chloroplastu, který vyžaduje (1) uspořádání transportu elektronů přes mitochondriální nebo chloroplastovou membránu tak, aby byly protony vektorově transportovány na její vnější povrch, (2) syntéza ATP musí být v membráně uspořádána tak, aby protonový gradient mohl být využit k syntéze ATP, a (3) mitochondriální/chloroplastová membrána musí být nepropustná pro protony a vymezovat osmoticky izolovaný prostor. Elektronový transportní řetězec se skládá střídavě z nosičů atomů vodíku a nosičů elektronů, takže přenos z prvního na druhý umožňuje uvolnění protonů a jejich vektorový transport přes mitochondriální nebo chloroplastovou membránu. Protože transport protonů není doprovázen ekvivalentním transportem elektronů přes membránu, vytváří nejen chemický potenciál (pH), ale také elektronový potenciál () a oba společně se označují jako protonová hybná síla. (viz také hypotéza chemické vazby; konformační hypotéza; elektrochemický gradient; poměr P:O; protonová hybná síla)

.