In einer eukaryotischen Zelle findet die Chemiosmose in den Mitochondrien oder Chloroplasten statt. In Prokaryoten findet sie in der Zellmembran statt. ATP, eine Energiequelle, die von der Zelle verwendet wird, um viele ihrer Funktionen zu erfüllen, wird im Prozess der Chemiosmose produziert.
Der Chemiosmoseprozess erfolgt über eine biologische Membran. Insbesondere beinhaltet es die Bewegung von Ionen von einem Bereich höherer Konzentration zu einem Bereich, in dem sie eine niedrigere Konzentration aufweisen. Chemiosmose ist durch Proteine in der Zelle möglich, die als Transportproteine bezeichnet werden. Die Zellmembran ist aufgrund eines Protonengradienten für einige Ionen durchlässig und für andere nicht. Wasserstoffionen wandern über das Transportprotein ATP-Synthase durch die Zellmembran.
