Oksidatif fosforilasyon, canlılarda enerji kaynağı olarak kullanılan ATP sentezinde kullanılan yollardan biridir. Oksidatif fosforilasyonun özellikleri: Oksijenli solunumun son evresini teşkil eder. 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. Bir NADH molekülü 2,5 ATP, bir FADH2 molekülü ise 1,5 ATP oluşturur. Oksidatif fosforilasyon, oksijenli ortamda, ökaryot hücrelerin mitokondrilerinde ve prokaryot hücrelerin sitoplazmasında gerçekleşir. Oksidatif fosforilasyon, birçok farklı canlıda görülür.