Rantai transpor elektron adalah serangkaian protein yang tertanam dalam mitokondria sel yang mentransfer energi dari substrat organik melalui reaksi oksidasi-reduksi. Reaksi oksidasi-reduksi ini membawa ion hidrogen (proton) dan elektron ke bawah rantai, bersama dengan energi yang mereka pegang. Respirasi aerobik dan produksi energi terjadi di mitokondria sel, dan rantai transpor adalah langkah terakhir dalam proses itu. Di sinilah molekul paling kaya energi dihasilkan. Energi yang digerakkan oleh rantai disimpan dalam molekul adenosin trifosfat, atau ATP, yang merupakan sumber energi seluler tubuh manusia.
Sebagian besar ATP yang dibuat oleh rantai transpor elektron dibuat oleh gradien kemiosmotik, area di mana konsentrasi tinggi ion hidrogen memberi jalan ke konsentrasi yang lebih rendah. Rantai membantu dalam produksi gradien ini, meskipun proses seluler lainnya berkontribusi dan mempertahankannya. Enzim yang disebut ATP sintase tertanam dalam membran mitokondria, dan pemompaan ion hidrogen melalui enzim memacunya untuk membangun ATP. Ini dapat ditemukan di berbagai titik di sepanjang rantai transpor elektron, tidak hanya di ujung, yang semakin menambah efisiensinya.
Reaksi oksidasi-reduksi dalam rantai transpor elektron terjadi satu demi satu. Oksidasi selalu diikuti oleh reduksi, yang kemudian diikuti oleh oksidasi lain. Elektron diambil dari molekul dalam reaksi oksidasi, dan ditambahkan ke molekul dalam reaksi reduksi. Dengan kata lain, muatan molekul meningkat dalam reaksi oksidasi, dan menurun dalam reaksi reduksi. Molekul terakhir dalam rantai adalah molekul oksigen, yang bertindak sebagai akseptor elektron dan membersihkan elektron dan proton dengan mengikatnya menjadi molekul air.
Membran bagian dalam mitokondria menyediakan permukaan dua dimensi untuk rantai transpor elektron berfungsi, dan komponen protein rantai tidak tetap pada tempatnya. Semua komponen dapat bergerak di dalam membran, dan ada banyak salinan dari setiap komponen di area tertentu. Karena mereka bergerak dalam ruang dua dimensi, ada kemungkinan lebih tinggi bahwa setiap komponen rantai tertentu akan berhasil berinteraksi dengan molekul berikutnya dalam rantai. Molekul komponen rantai semuanya tertanam di seluruh membran mitokondria; tidak ada aliran energi yang terarah secara eksplisit. Orientasi dinamis dan fleksibel ini memungkinkan efisiensi maksimum, memanfaatkan sebanyak mungkin luas permukaan membran.