常称为“质子动力”。它包含两部分：质子浓度差（H梯度，ΔpH）和电势差，其中N端有负电荷。ATP合酶接通电路，让质子顺着电化学梯度流动，回到膜的N端，从中释放储存的能量。这动能驱动着酶的部分结构旋转，并与ATP的合成相偶联。质子动力的两种组分在热力学上是等效的：在线粒体中，大部分能量由电势差提供；在嗜碱性细菌中，电能甚至要补偿pH逆差造成的反作用。与之相反，叶绿体主要依靠ΔpH工作。然而，因为ATP合成的动力学要求，它们也需要一个小的膜电位。至少在梭杆菌"P. modestum"的情况中，它驱动AT