adalah organel bermembran ganda yang menjadi pusat respirasi seluler aerobik. Membran dalamnya yang kaya protein merupakan tempat rangkaian kompleks transpor elektron membangun gradien proton yang melintasi membran.
Aliran elektron dari NADH dan FADH2 melewati kompleks I–IV sambil memompa proton ke ruang intermembran. Proton kemudian kembali ke matriks melalui sintase, dan energi yang dilepaskan digunakan untuk memfosforilasi ADP menjadi .
Efisiensi fosforilasi oksidatif dipengaruhi oleh ketersediaan oksigen, integritas membran , serta regulasi oleh uncoupling protein. Disfungsi berkaitan dengan berbagai penyakit neurodegeneratif dan metabolik, sehingga menjadikannya fokus riset biomedis kontemporer.