Cadeia respiratória é uma etapa da respiração celular. Esta etapa ocorre nas cristas mitocondriais, onde se encontram transportadores proteicos com diferentes graus de afinidade para os elétrons. As moléculas de NADH e de FADH2, anteriormente formadas (Glicólise e Ciclo de Krebs), transferem os elétrons que transportam para as proteínas (Citocromos) da cadeia transportadora de elétrons. Ao longo da cadeia respiratória ocorre libertação gradual de energia, à medida que os elétrons passam de um transportador para outro. Esta energia libertada vai ser utilizada na síntese de moléculas de ATP, a partir de ADP+Pi, dissipando-se alguma sobre a forma de calor. Cada molécula de NADH permite a síntese de três moléculas de ATP, enquanto que a molécula de FADH2 apenas permite a síntese de duas moléculas de ATP. No final da cadeia transportadora, os elétrons são transferidos para um aceitador final - oxigênio, que capta dois prótons H+, formando-se uma molécula de água. É responsável pela maior parte de ATP da célula.
