ATP sintaza fosforila ADP pentru a face ATP. Aceasta enzima este incorporata in membrana interioara a mitocondriilor. ATP-sintaza este, de asemenea, numită F0F1-ATPază, deoarece constă din două părți: o porțiune F0 care se află în membrană și o secțiune F1-ATPază care se află în matricea mitocondriilor.
Pentru a fosforila ADP, protonii intră în complexul ATP sintază din regiunea dintre membranele interioare și exterioare ale mitocondriilor. Procesul de intrare a protonilor în canalul proton al porțiunii F0 a enzimei creează energie pentru a forța procesul de adăugare a unei grupări fosfat la ADP de către porțiunea F1-ATPază.Puterea de la protonii care intră în canalul protonilor rotește de asemenea o parte din F1-ATPase numită tulpină centrală. Când tulpina centrală se transformă, se adaugă o grupare fosfat la ADP și apoi se eliberează molecula ATP nou sintetizată.
