氧化磷酸化（英语：Oxidative phosphorylation，缩写：OXPHOS）是细胞的一种代谢途径，该过程在真核生物的线粒体内膜或原核生物的细胞膜上发生，使用其中的酶及氧化各类营养素所释放的能量来合成三磷酸腺苷（ATP）。虽然地球上的生物消耗的能源物质范围极广，为合成代谢直接提供能量的分子却几乎都是ATP。几乎所有的好氧性生物都以三羧酸循环-氧化磷酸化作为制造ATP的主要过程。该途径如此普遍的原因可能是：与其他的代谢途径，特别是糖酵解之类的无氧发酵途径相比，它能更高效地释放能量。

氧化磷酸化期间，电子在氧化还原反应中从电子供体转移到电子受体，例如氧。氧化还原反应所释放的能量用于合成ATP。在真核生物中，这些氧化还原反应在一系列线粒体内膜上的蛋白质复合体的参与下完成，而在原核生物中，这些蛋白质存在于细胞膜间隙中。这一串蛋白质称为电子传递链。真核生物包含五种主要的蛋白质复合体，而原核生物中存在许多不同的酶，以便利用各种电子供体和受体。

Oxidative phosphorylation (or OXPHOS in short) is the metabolic pathway in which cells use enzymes to oxidize nutrients, thereby releasing energy which is used to reform ATP. In most eukaryotes, this takes place inside mitochondria. Almost all aerobic organisms carry out oxidative phosphorylation. This pathway is probably so pervasive because it is a highly efficient way of releasing energy, compared to alternative fermentation processes such as anaerobic glycolysis.