Het eindproduct van de mitochondriën is adenosinetrifosfaat, beter bekend als ATP. ATP dient als de primaire energiebron voor verschillende cellulaire processen, zoals spiercontractie, overdracht van zenuwimpulsen en chemische synthese. Mitochondria worden vaak de ‘krachtcentrales van de cel’ genoemd vanwege hun centrale rol bij het genereren van ATP door middel van oxidatieve fosforylering, het proces waarbij energie uit voedingsstoffen zoals glucose wordt omgezet in ATP. Dit proces vindt plaats in het binnenste mitochondriale membraan en omvat de elektronentransportketen, een reeks eiwitcomplexen die de overdracht van elektronen en het pompen van protonen door het membraan vergemakkelijken, waardoor een gradiënt ontstaat die de synthese van ATP aandrijft.