Quá trình này liên quan đến sự thẩm thấu, sự khuếch tán của nước qua màng, đó là lý do tại sao nó được gọi là quá trình hóa chất. ATP synthase là enzym tạo ra ATP bằng quá trình chemiosmosis. Nó cho phép các proton đi qua màng và sử dụng sự chênh lệch năng lượng tự do để phosphoryl hóa adenosine diphosphate (ADP), tạo ra ATP. Quá trình tạo ATP bằng quá trình chemiosmosis xảy ra ở ti thể, lục lạp cũng như ở hầu hết các vi khuẩn và vi khuẩn cổ.