Dans une cellule eucaryote, la chimiosmose a lieu dans les mitochondries ou les chloroplastes. Chez les procaryotes, elle a lieu dans la membrane cellulaire. L'ATP, une source d'énergie utilisée par la cellule pour exécuter bon nombre de ses fonctions, est produit lors du processus de chimiosmose.
Le processus de chimiosmose se déroule à travers une membrane biologique. Plus précisément, cela implique le mouvement des ions d'une zone de concentration plus élevée vers une zone où ils sont plus concentrés. La chimiosmose est possible grâce à des protéines dans la cellule appelées protéines de transport. La membrane cellulaire est perméable à certains ions et pas à d'autres en raison d'un gradient de protons. Les ions hydrogène traversent la membrane cellulaire via la protéine de transport ATP synthase.
