Slutprodukten av mitokondrier är adenosintrifosfat, allmänt känd som ATP. ATP fungerar som den primära energikällan för olika cellulära processer, såsom muskelkontraktion, nervimpulsöverföring och kemisk syntes. Mitokondrier kallas ofta för "cellens kraftverk" på grund av deras centrala roll i att generera ATP genom oxidativ fosforylering, den process genom vilken energi från näringsämnen som glukos omvandlas till ATP. Denna process äger rum inom det inre mitokondriella membranet och involverar elektrontransportkedjan, en serie proteinkomplex som underlättar överföringen av elektroner och pumpningen av protoner över membranet, vilket skapar en gradient som driver syntesen av ATP.