Nas mitocôndrias ocorrem diversas reações redox exergônicas, contribuindo para a geração do gradiente de prótons e posterior síntese de ATP por meio da fosforilação oxidativa. Uma das principais reações redox exergônicas ocorre durante a cadeia de transporte de elétrons, especificamente entre o complexo I (NADH-CoQ redutase) e o complexo III (CoQH2-citocromo c redutase). Aqui está a reação geral:

NADH (reduzido) + CoQ (oxidado) -> NAD+ (oxidado) + CoQH2 (reduzido)
Esta reação envolve a transferência de dois elétrons do NADH para CoQ. À medida que os elétrons passam pelo complexo I, eles são acoplados ao bombeamento de prótons da matriz mitocondrial para o espaço intermembranar, criando o gradiente de prótons necessário para a síntese de ATP pela ATP sintase.