基本解釋
化學滲透的原理關於光合磷酸化的機理有多種學說，如中間產物學說、變構學說、化學滲透學說等，其中被廣泛接受的是化學滲透學說。
化學滲透學說(chemiosmotic theory)由英國的米切爾(Mitchell 1961)提出，該學說假設能量轉換和偶在線上構具有以下特點：①由磷脂和蛋白多肽構成的膜對離子和質子具有選擇性。②具有氧化還原電位的電子傳遞體不勻稱地嵌合在膜內③膜上有偶聯電子傳遞的質子轉移系統。④膜上有轉移質子的ATP酶。在解釋光合磷酸化機理時，該學說強調：光合電子傳遞鏈的電子傳遞會伴隨膜內外兩側產生質子動力(proton motive force,pmf)，並由質子動力推動ＡＴＰ的合成。許多實驗都證實了這一學說的正確性。
主要內容
1）呼吸鏈中的電子傳遞體線上粒體內膜中有著特定的不對稱分布，遞氫體和電子傳遞體是間隔交替排列的，催化反應是定向的。
2）在電子傳遞過程中，複合物I，III和IV的傳氫體起質子泵的作用，將H+從線粒體內膜基質側定向地泵至內膜外側空間將電子傳給其後的電子傳遞體。
3）線粒體內膜對質子具有不可自由透過的性質，泵到外側的H+不能自由返回。結果形成內膜內外的電化學勢梯度(由質子濃度差產生的電位梯度)。
4）線粒體F1-F0-ATPase複合物能利用ATP水解能量將質子泵出內膜，但當存在足夠高的跨膜質子電化學梯度時，強大的質子流通過F1-F0-ATPase進入線粒體基質時，釋放的自由能推動ATP合成。
