Un mecanismo propuesto de fosforilación oxidativa en la mitocondria y el cloroplasto que requiere (1) que el transporte de electrones se disponga a través de la membrana mitocondrial o del cloroplasto para que los protones sean transportados vectorialmente a su superficie exterior, (2) que la síntesis de ATP se disponga en la membrana de modo que el gradiente de protones pueda utilizarse para impulsar la síntesis de ATP, y (3) que la membrana de la mitocondria o del cloroplasto sea impermeable a los protones y defina un espacio osmóticamente aislado. La cadena de transporte de electrones está compuesta alternativamente por portadores de átomos de hidrógeno y portadores de electrones, de modo que la transferencia de los primeros a los segundos permite la liberación de protones y su transporte vectorial a través de la membrana mitocondrial o del cloroplasto. Dado que el transporte de protones no va acompañado de un transporte equivalente de electrones a través de la membrana, genera no sólo un potencial químico (pH) sino también un potencial de electrones (), y los dos juntos se denominan fuerza motriz de protones. (véase también hipótesis de acoplamiento químico; hipótesis conformacional; gradiente electroquímico; relación P:O; fuerza motriz de protones)