Chemiosmosis to proces, w którym jony chemiczne przemieszczają się z obszaru o wysokim stężeniu do obszaru o niskim stężeniu przez selektywnie przepuszczalną membranę. Chemiosmosis to proces, w którym ATP lub trifosforan adenozyny jest zsyntetyzowany.
Podczas tego ruchu jony wodoru dyfundują przez błonę biologiczną przy użyciu białka transportowego, w szczególności syntazy ATP. Protony te zaczynają podróżować z powodu gradientu, który tworzy się po drugiej stronie membrany. Nagromadzenie jonów wodorowych w obszarze wyższego stężenia i wymuszony ruch jonów przez błonę przez białka nośnikowe wyzwala tworzenie gradientu stężenia elektrochemicznego. Podczas gdy protony przesuwają się na drugą stronę membrany, elektrony przepływają przez łańcuch transportu elektronów. Ten powracający przepływ protonów i elektronów uwalnia energię. Energia ta jest używana do przekształcenia ADP lub difosforanu adenozyny w ATP. Ta konwersja jest zakończona procesem zwanym fosforylacją. Fosforylacja to po prostu dodanie grupy fosforanowej do cząsteczki organicznej. Chemiosmoza na ogół występuje w chloroplastach, mitochondriach, bakteriach i archeach. Generowanie ATP regularnie występuje podczas oddychania komórkowego. Hipoteza chemiosmotyczna została zaproponowana przez Petera D. Mitchella w 1961 roku. W 1978 roku chemik otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii.
