En una célula eucariota, la quimiosmosis tiene lugar en las mitocondrias o cloroplastos. En procariotas, tiene lugar en la membrana celular. El ATP, una fuente de energía utilizada por la célula para realizar muchas de sus funciones, se produce en el proceso de quimiosmosis.
El proceso de quimiosmosis ocurre a través de una membrana biológica. Específicamente, involucra el movimiento de iones desde un área de mayor concentración a un área donde son más bajos en concentración. La quimiosmosis es posible a través de proteínas en la célula conocidas como proteínas de transporte. La membrana celular es permeable a algunos iones y no a otros debido a un gradiente de protones. Los iones de hidrógeno viajan a través de la membrana celular a través de la proteína de transporte ATP sintasa.
