Membranele mitocondriene și cele tilacoidice sunt responsabile pentru sinteza energiei sub formă de adenozin trifosfat, denumită în mod obișnuit ATP. Mitochondria este prezentă în toate celulele vii și produce energie prin citrice acid ciclu. Membranele tilacloid sunt prezente în cloroplastele din plante și produc energie prin intermediul unui proces numit fotosinteză.
Mitochondria și cloroplastele sunt ambele organele găsite în celulele vii. Toate organismele vii conțin mitocondriile, dar cloroplastele sunt prezente numai în celulele plantei. Animalele produc energie prin ruperea glucozei găsite în sursele de hrană. Celulele transportă apoi componentele rupte în mitocondrii și le încorporează în ciclul acidului citric pentru a genera electroni, care apoi trec la lanțul de transport al electronilor pentru a crea un gradient de protoni care generează în cele din urmă apă și ATP. Oamenii de știință numesc acest proces fosforilarea oxidativă. Generarea ATP furnizează combustibil pentru celulă.
Reacția ușoară a fotosintezei are loc în membranele tialacoide ale cloroplastelor din celulele plantei într-o manieră similară cu fosforilarea oxidativă. În reacția luminii, celula absoarbe un foton și transmite electronii la două sisteme fotosensibile prezente în membranele tiacoidice. Electronul excitat apoi suferă o reacție de reducere a oxidării care generează în cele din urmă ATP și oxigen molecular.
