Oksidatif fosforilasyon, glikoliz ve Krebs döngüsü sırasında oluşan bileşiklerdeki hidrojen atomlarının, ökaryot hücrelerde mitokondrinin, prokaryot hücrelerde ise hücre zarının üzerinde bulunan elektron taşıma sisteminden (ETS) geçirilmesi sırasında oksijenle birleşerek su oluşturması ve kalan bileşiklerin ATP yapımında kullanılması olayıdır. Oksidatif fosforilasyon sırasında üretilen ATP miktarı: 1 NADH+H+'dan 2,5 ATP; 1 FADH2'den 1,5 ATP. Toplamda: Glikolizden 2 ATP (net); Krebs'ten 2 ATP; ETS'den 28 ATP üretilir. Böylece, bir glikoz molekülünden oksidatif fosforilasyon ile 34 ATP üretilir.