systém oxidoreduktas a mobilních přenašečů atomů vodíku nebo elektronů, který v biologické membráně zajišťuje reoxidaci redukovaných kofaktorů (viz aktivní vodík) a na úkor této exergonické reakceaktivně transportuje vodíkové protony, čímž generuje proton-motivní sílu. U eukaryot je tento systém lokalisován ve vnitřní membráně mitochondrie, u prokaryot v cytoplasmatické membráně. U savců je dýchací řetězec tvořen enzymy ubichinon-reduktasa (kotvený komplex I), který katalysuje přenos vodíku z NADH na ubichinon (viz koenzym Q) (NADH + H+ + Q → NAD+ + QH2), cytochrom-c-reduktasa (kotvený komplex III) (QH2 + 2 cytochrom-c(Fe3+) → Q + 2 cytochrom-c(Fe2+) + 2 H+) a cytochrom-c-oxidasa (kotvený komplex IV) (4 cytochrom-c(Fe2+) + O2 + 4 H+ → 4 cytochrom-c(Fe3+) + 2 H2O). Tyto tři kotvené komplexy (integrální membránové enzymy) zajišťují endergonický transport protonů z matrix mitochondrie přes vnitřní membránu (úhrnem přibližně 12 H+ na oxidaci jednoho NADH); kotvený komplex II je tzv. postranní vstup do dýchacího řetězce. Konečným akceptorem elektronů u aerobních organismů je kyslík (viz respirace aerobní), u respirujících anaerobních chemoorganotrofů je to jiné oxidační činidlo přijímané z vnějšího prostředí (viz respirace anaerobní).
