Slutproduktet af mitokondrier er adenosintrifosfat, almindeligvis kendt som ATP. ATP tjener som den primære energikilde til forskellige cellulære processer, såsom muskelsammentrækning, nerveimpulstransmission og kemisk syntese. Mitokondrier omtales ofte som "cellens kraftcentre" på grund af deres centrale rolle i at generere ATP gennem oxidativ fosforylering, den proces, hvorved energi fra næringsstoffer som glukose omdannes til ATP. Denne proces finder sted i den indre mitokondriemembran og involverer elektrontransportkæden, en række proteinkomplekser, der letter overførslen af elektroner og pumpning af protoner over membranen, hvilket skaber en gradient, der driver syntesen af ATP.