Mitochondria i błony tylakoidowe są odpowiedzialne za syntezę energii w postaci trifosforanu adenozyny, potocznie nazywanego ATP. Mitochondria są obecne we wszystkich żywych komórkach i produkują energię poprzez cykl kwasowy. Membrany Thylakoid są obecne w chloroplastach znajdujących się w roślinach i produkują energię w procesie zwanym fotosyntezą.
Mitochondria i chloroplasty są organellami znajdowanymi w żywych komórkach. Wszystkie żywe organizmy zawierają mitochondria, ale chloroplasty są obecne tylko w komórkach roślinnych. Zwierzęta wytwarzają energię, rozkładając glukozę znajdującą się w źródłach żywności. Następnie komórki przenoszą zepsute składniki do mitochondriów i inkorporują je do cyklu kwasu cytrynowego w celu wytworzenia elektronów, które następnie przechodzą do łańcucha transportu elektronów w celu wytworzenia gradientu protonów, który ostatecznie generuje wodę i ATP. Naukowcy nazywają ten proces fosforylacją oksydacyjną. Wygenerowany ATP zapewnia paliwo dla komórki.
Lekka reakcja fotosyntezy zachodzi w obrębie błony tylakoidowej chloroplastów w komórkach roślinnych w sposób podobny do fosforylacji oksydacyjnej. W reakcji światła ogniwo pochłania foton i przekazuje elektrony do dwóch fotosystemów obecnych w membranach tylakoidowych. Podekscytowany elektron ulega następnie reakcji utleniania i redukcji, która ostatecznie generuje ATP i tlen cząsteczkowy.
