Elektronų transportavimo grandinė yra baltymų, įterptų į ląstelių mitochondrijas, serija, kuri oksidacijos-redukcijos reakcijų būdu perduoda energiją iš organinių substratų. Šios oksidacijos-redukcijos reakcijos perkelia vandenilio jonus (protonus) ir elektronus žemyn grandine kartu su jų turima energija. Aerobinis kvėpavimas ir energijos gamyba vyksta ląstelių mitochondrijose, o transporto grandinė yra paskutinis šio proceso etapas. Čia susidaro daugiausia energijos turinčios molekulės. Grandinės perkeliama energija yra saugoma adenozino trifosfato arba ATP molekulėse, kurios yra žmogaus kūno ląstelių energijos šaltinis.
Didžiąją dalį ATP, kurią sukuria elektronų pernešimo grandinė, sudaro chemiosmotinis gradientas – sritis, kurioje didelė vandenilio jonų koncentracija užleidžia vietą mažesnėms koncentracijoms. Grandinė padeda gaminti šį gradientą, nors kiti ląstelių procesai prisideda prie jo ir palaiko jį. Fermentas, vadinamas ATP sintaze, yra įterptas į mitochondrijų membranas, o vandenilio jonų siurbimas per fermentą skatina jį gaminti ATP. Tai galima rasti įvairiuose elektronų transportavimo grandinės taškuose, o ne tik pabaigoje, o tai dar labiau padidina jos efektyvumą.
Oksidacijos-redukcijos reakcijos elektronų transportavimo grandinėje vyksta viena po kitos. Po oksidacijos visada seka redukcija, po kurios seka kita oksidacija. Elektronai pašalinami iš molekulės oksidacijos reakcijos metu ir pridedami prie molekulės redukcijos reakcijoje. Kitaip tariant, molekulės krūvis padidėja oksidacijos reakcijoje ir sumažėja redukcijos reakcijoje. Galutinė grandinės molekulė yra deguonies molekulė, kuri veikia kaip elektronų akceptorius ir pašalina elektronus bei protonus, sujungdama su jais į vandens molekules.
Vidinė mitochondrijų membrana suteikia dvimatį paviršių elektronų transportavimo grandinei, o grandinės baltymų komponentai nėra fiksuoti. Visi komponentai gali judėti membranoje, o kiekvienoje konkrečioje srityje yra daug kiekvieno komponento kopijų. Kadangi jie juda dvimatėje erdvėje, yra didesnė tikimybė, kad bet kuris grandinės komponentas sėkmingai sąveikaus su kita grandinės molekule. Visos grandinės komponentų molekulės yra įterptos į mitochondrijų membraną; nėra aiškaus kryptingo energijos srauto. Ši dinamiška ir lanksti orientacija leidžia pasiekti maksimalų efektyvumą, naudojant kuo daugiau membranos paviršiaus ploto.