La fosforilación a nivel sustrato se aplica en dos lugares en la respiración celular en eucariotas, glucólisis y el ciclo del ácido cítrico.
En eucariotas, la glucólisis se lleva a cabo en el citosol externo a la mitocondria e independientemente del O2, mientras que el ciclo del ácido cítrico se lleva a cabo dentro de la mitocondria como parte de la respiración aeróbica.
En procariotas, las formas de glucólisis y el ciclo del ácido cítrico se llevan a cabo en ausencia de mitocondrias.
Otra forma de fosforilación a nivel de sustrato también se ve en el trabajo de los músculos esqueléticos y el cerebro. La fosfocreatina se almacena como un suministro de fosfato de alta energía fácilmente disponible, y la enzima creatina fosfoquinasa transfiere un fosfato de fosfocreatina a ADP para producir ATP. Luego, el ATP libera energía química.
La fosforilación a nivel de substrato también se puede observar en la fermentación.
