氧化磷酸化（oxidative phosphorylation）是指在生物氧化中伴随着ATP（腺苷三磷酸）生成的过程。它是物质在体内氧化时释放的能量通过呼吸链供给ADP（二磷酸腺苷）与无机磷酸合成ATP的偶联反应。
▐ 发生场所与参与体系
在真核细胞中，氧化磷酸化主要在线粒体内膜上进行。参与氧化及磷酸化的体系以复合体的形式分布在线粒体的内膜上，构成呼吸链，也称电子传递链。
这些复合体一般包括NADH-Q还原酶（复合体I）、琥珀酸脱氢酶（复合体II，在某些生物中可能由不同的酶替代）、细胞色素bc1复合体（复合体III）、细胞色素c和细胞色素氧化酶（复合体IV）等。
▐ 过程与机制
有机物氧化
有机物（如糖、脂、氨基酸等）在分解过程中的氧化步骤所释放的能量，驱动ATP的合成。
电子传递
电子从NADH或FADH2等电子供体通过呼吸链传递给氧，形成水和ATP。这个过程中，电子在复合体之间传递，并伴随着质子的泵出，形成跨膜质子电化学梯度。
质子回流与ATP合成
质子通过ATP合酶（F0F1-ATP酶）回流到线粒体内膜内侧时，释放的能量用于驱动ADP与无机磷酸合成ATP。
▐ 能量效率与P/O比值
氧化磷酸化的能量效率在标准状态下ATP生成约为40%，实际情况可能更高（如60%）。
P/O比值是指代谢物氧化时每消耗1摩尔氧原子所消耗的无机磷原子的摩尔数，即合成ATP的摩尔数。NADH在呼吸链被氧化为水时的P/O值约为2.5或3，即生成2.5或3分子ATP；FADH2氧化的P/O值约为1.5或2，即生成1.5或2分子ATP。
▐ 影响因素与调节机制
抑制剂
能阻断呼吸链某一部位电子传递的物质称为呼吸链抑制剂，它们会抑制氧化磷酸化的进行。
解偶联剂
可解除氧化和磷酸化的偶联过程，使电子传递照常进行而不生成ATP，只产生热量。
ADP的调节作用
正常机体氧化磷酸化的速率主要受ADP水平的调节。当ADP水平升高时，会促进氧化磷酸化的进行；反之，则抑制其进行。
氧化磷酸化作用是需氧细胞生命活动的基础和主要的能量来源。它对于维持细胞的正常生理功能具有重要意义。同时，氧化磷酸化过程的异常也与多种疾病密切相关，如线粒体疾病、神经退行性疾病和代谢性疾病等。
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