Chuỗi chuyền điện tử bao gồm những phản ứng ôxi hóa khử xảy ra ở những khoảng không gian khác nhau, trong đó điện tử (electron) được chuyển từ một phân tử cho điện tử tới một phân tử nhận điện tử. Năng lượng cơ bản thúc đẩy các phản ứng này là năng lượng tự do Gibbs của tác chất và sản phẩm. Năng lượng tự do Gibbs là năng lượng có sẵn ("tự do") để làm việc. Bất cứ phản ứng nào làm giảm tổng năng lượng tự do Gibbs của một hệ thống sẽ tự động phát sinh. Sự chuyển điện tử bắt đầu từ một chất cho điện tử tới một chất nhận điện tử.

ATP synthase, một enzyme có cấu trúc được bảo tồn cao, được cung cấp năng lượng bởi một thế điện hóa proton xuyên màng, đó là kết quả của một loạt các phản ứng ôxi hóa khử.[1][Gc 1] Chức năng của chuỗi chuyền điện tử là tạo ra thế điện hóa đó.[2][Gc 2] Thế điện hóa xuyên màng có thể kích hoạt sự vận chuyển các nguyên tử xuyên qua màng sinh chất. Nó cũng có thể kích hoạt các hoạt động cơ học như hoạt động xoay của tiên mao hay sản xuất ATP nhằm cung cấp năng lượng cho các hoạt động của tế bào. Một lượng nhỏ ATP có sẵn ở sự phosphorylate hóa cấp độ chất nền, ví dụ như sự thủy phân glycogen. Trong phần lớn các cơ thể sống, đại bộ phận ATP được sản sinh ra từ chuỗi chuyền điện tử, trong khi một số nhỏ sản sinh ATP từ việc lên men.[cần dẫn nguồn]