實際上，人體能量的獲得就是透過氫和氧在生物膜上的結合實現的。不過細胞不會像自然界的化學反應那樣，一次性釋放完全部的能量，因為在這種情況下，反應將無法控制，相反，透過一系列的酶，完成多步生物反應，每步只釋放少量的能量。

氫的來源： 細胞內參加能量代謝的氫並不是以H＋形式存在，而是以與 NAD+、NAD+、FAD等這些輔酶結合在一起，表示為：NADH2、NADPH、FADH2，可以統稱為還原態氫，，這些還原態氫主要來源於糖脂代謝中的糖酵解、三羧酸迴圈和脂肪酸的β-氧化，還有其他一些反應。氧的來源：人體透過呼吸從外界獲得的氧，進入人體之後，隨著血液迴圈運輸，最終進入組織細胞內。

那麼氫和氧的結合是如何產生能量的呢？

1961年，英國學者Peter Mitchell提出化學滲透假說(因此獲得1978年諾貝爾化學獎)， 說明了電子傳遞釋出的能量用於形成一種跨線粒體內膜的質子梯度(H+梯度)，這種梯度驅動ATP的合成。 這一過程概括如下：線粒體膜上的發生的氧化磷酸化反應使H+泵入膜間隙， 在膜間隙產生一高的H+ 濃度， H+透過ATP合酶流回到線粒體膜內，驅動ATP合酶合成ATP，ATP即人體的能量儲存形式。

形象的說：大量H+在膜間隙儲存，相當於三峽大壩儲存了大量的水，水透過發電機組順流而下，驅動發電機發電。道理是完全相同的。