合体由46亚基组成，有1000千道尔顿（kDa）。目前只了解一种细菌的复合体详细结构；大多数生物的复合体酷似有一个大“球”的靴子，从膜中穿到线粒体​​。编码单个蛋白质的基因同时包含在细胞核和线粒体基因组中，许多线粒体酶都是这种情况。此酶催化的反应为NADH被辅酶Q10，即线粒体膜上的一种脂溶性醌类“泛醌”（在下面公式中写作Q）所氧化，同时转移两个电子：formula_1这个反应乃至于整个电子链，是从NADH分子与复合体I结合及放出两个电子而开始。电子通过附着在其上的黄素单核苷酸（FMN）辅基进入