呼吸鏈是由一系列的遞氫體和遞電子體按一定的順序排列所組成的連續反應體系，它將代謝物脫下的成對氫原子交給氧生成水，同時有ATP生成。實際上呼吸鏈的作用代表著線粒體最基本的功能，呼吸鏈中的遞氫體和遞電子體就是能傳遞氫原子或電子的載體，由於氫原子可以看作是由質子和核外電子組成的，所以遞氫體也是遞電子體，遞氫體和遞電子體的本質是酶、輔酶、輔基或輔因子。

呼吸鏈又稱電子傳遞鏈，是由一系列電子載體構成的，從NADH或FADH2向氧傳遞電子的系統。還原型輔酶透過呼吸鏈再氧化的過程稱為電子傳遞過程。其中的氫以質子形式脫下，電子沿呼吸鏈轉移到分子氧，形成粒子型氧，再與質子結合生成水。放出的能量則使ADP和磷酸生成ATP。電子傳遞和ATP形成的偶聯機制稱為氧化磷酸化作用。整個過程稱為氧化呼吸鏈或呼吸代謝。

補充事項：在生物體內的呼吸鏈還有多種型式，有的是中間傳遞體的成員不同，例如琥珀酸脫氫轉變成延胡索酸，氫的傳遞就不透過NAD 。某些細菌利用維生素K代替輔酶Q。