Se llama fosforilación a nivel de sustrato porque implica una transferencia directa de un grupo fosforilo desde un intermedio reactivo fosforilado a ADP o GDP. Esta es una reacción de un paso que implica la transferencia de un grupo de un sustrato a otro.
Otro tipo de fosforilación es la fosforilación oxidativa. Se llama fosforilación oxidativa porque implica una serie de reacciones redox para generar un gradiente electroquímico que impulsa la síntesis de ATP. La fosforilación oxidativa comienza con la oxidación de NADH o FADH2 y finaliza con la reducción de oxígeno molecular en agua. Mientras que los electrones se transfieren de un complejo a otro, los protones se bombean hacia afuera, lo que da como resultado un potencial eléctrico y una diferencia de concentración a través de la membrana. El movimiento de protones a través de la membrana proporciona energía para la formación de ATP por ATP sintasa (Complejo V).
