Quando gli elettroni arrivano all'ossigeno, la catena di trasporto si interrompe per una frazione di tempo necessaria affinché avvenga il riequilibrio protonico. Si annullano le ddpdifferenze di potenziale e illa variazione deltadel pH e, i protoni ritornano attraverso il complesso proteico (proteina canale) dell'ATP sintetasi. L'energia endoergonica (dovuta alle differenze di potenziale e di pH), forma di conservazione dell'energia metabolica,così liberata, è l'energia capace di spingere la reazione endoergonica ADP+Pi=ATP. Si avrà quindi l'ultima forma di conservazione di energia immagazzinata nei legami di 36 molecole di [[adenosindifosfato]] (ADP), tramite il legame di [[gruppo fosfato|gruppi fosfato]] e la sintesi di molecole di [[adenosintrifosfato]] (ATP). La sintesi di tali molecole viene operata dall’[[enzima]] [[ATP sintetasi]], un grande complesso proteico inserito nella membrana mitocondriale che permette ai protoni di attraversarla in entrambe le direzioni. Il passaggio netto dei protoni avviene però in una singola direzione, secondo il processo di [[chemiosmosi]], e l’energia liberata dal flusso di ioni secondo il [[gradiente di concentrazione]] viene usata per la sintesi dell'ATP, secondo la reazione:<br/>
