为氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，生成2.5分子的腺苷三磷酸，而还原黄素腺嘌呤二核苷酸被氧化时则生成1.5分子的腺苷三磷酸。氧化磷酸化利用跨线粒体膜的电化学或化学渗透质子梯度以生产腺苷三磷酸，这点是与底物水平磷酸化之间最大的不同。不像氧化磷酸化，氧化与磷酸化这两个过程在底物水平磷酸化过程中并未联系在一起，尽管这两种磷酸化都会使得腺苷三磷酸生成并且在分解代谢的氧化过程中常会得到活性中间体。然而通常情况下多数的腺苷三磷酸是在有氧或无氧唿吸的氧化磷酸化过程中形成的。底物水平磷酸化充当腺苷三磷酸的快速来源，而不依赖