Dans les mitochondries, plusieurs réactions redox exergoniques ont lieu, contribuant à la génération du gradient de protons et à la synthèse ultérieure d'ATP par phosphorylation oxydative. L'une des principales réactions rédox exergoniques se produit au cours de la chaîne de transport d'électrons, en particulier entre le complexe I (NADH-CoQ réductase) et le complexe III (CoQH2-cytochrome c réductase). Voici la réaction globale :

NADH (réduit) + CoQ (oxydé) -> NAD+ (oxydé) + CoQH2 (réduit)

Cette réaction implique le transfert de deux électrons du NADH vers le CoQ. Lorsque les électrons traversent le complexe I, ils sont couplés au pompage de protons de la matrice mitochondriale vers l'espace intermembranaire, créant ainsi le gradient de protons nécessaire à la synthèse de l'ATP par l'ATP synthase.