Шлях до відкриття окисного фосфорилювання розпочався 1906 року з відкриття Артуром Гарденом найважливішої ролі фосфату в клітинному бродінні, але спершу така роль була встановлена тільки для фосфатів цукрів.
Під реакцією фосфорилювання білка розуміють приєднання фосфатної групи через фосфоефірний зв’язок (О-фосфорилювання) до гідроксильної групи бічного ланцюга залишку серину, треоніну або тирозину, донором фосфату при цьому є АТФ.
Якщо цикл Кребса відбувався в матриксі мітохондрій, то окисне фосфорилювання відбуватиметься у внутрішній мембрані мітохондрій, за рахунок білків, які в неї вбудовані.
Огляд окисного фосфорилювання Електрони рухаються ланцюгом, поступово знижуючи свій енергетичний рівень. Попутно перший, третій і четвертий комплекси використовують енергію, що вивільняється, для перенесення протонів у міжмембранний простір мітохондрії.