La chimiosmose est le processus par lequel les ions chimiques se déplacent d'une zone de forte concentration à une zone de faible concentration à travers une membrane sélectivement perméable. La chimiosmose est le processus par lequel l'ATP, ou l'adénosine triphosphate, est synthétisé.
Au cours de ce mouvement, les ions hydrogène diffusent à travers une membrane biologique à l'aide d'une protéine de transport, en particulier l'ATP synthase. Ces protons commencent à voyager à cause d'un gradient qui se forme de l'autre côté de la membrane. L'accumulation d'ions hydrogène dans la zone de concentration plus élevée et le mouvement forcé des ions à travers la membrane via des protéines porteuses déclenchent la formation du gradient de concentration électrochimique. Alors que les protons se déplacent de l'autre côté de la membrane, les électrons traversent la chaîne de transport d'électrons. Ce flux récurrent de protons et d'électrons libère de l'énergie. Cette énergie est utilisée pour convertir l'ADP, ou adénosine diphosphate, en ATP. Cette conversion est complétée par un processus appelé phosphorylation. La phosphorylation est simplement l'addition d'un groupe phosphate à une molécule organique. La chimiosmose se produit généralement dans les chloroplastes, les mitochondries, les bactéries et les archées. La génération d'ATP se produit régulièrement au cours de la respiration cellulaire. L'hypothèse chimiosmotique a été proposée par Peter D. Mitchell en 1961. En 1978, le chimiste a reçu le prix Nobel de chimie.
