氧化磷酸化是指在生物氧化过程中，代谢物脱下的氢经呼吸链氧化生成水时，所释放出的能量逐步驱动ADP磷酸化生成ATP的过程。下面从呼吸链电子传递、质子电化学梯度的形成和ATP合酶催化ATP生成这几个方面详细阐述氧化磷酸化生成ATP的机制。

首先是呼吸链电子传递。代谢物如丙酮酸、苹果酸等在脱氢酶的作用下脱下氢原子，氢原子解离为质子（H⁺）和电子（e⁻）。电子通过呼吸链中一系列的电子传递体如黄素蛋白、铁硫蛋白、细胞色素等依次传递。呼吸链主要有两条，即NADH氧化呼吸链和琥珀酸氧化呼吸链。电子在传递过程中释放出能量，这些能量用于驱动质子从线粒体基质跨内膜向膜间隙转运。

其次是质子电化学梯度的形成。由于呼吸链的电子传递，质子被不断地从线粒体基质泵到膜间隙，导致膜间隙的质子浓度升高，形成了跨线粒体内膜的质子浓度梯度和电位梯度，二者共同构成了质子电化学梯度。这种梯度蕴含着能量，就像一个蓄能池，储存着电子传递过程中释放的能量。

最后是ATP合酶催化ATP生成。质子电化学梯度促使质子通过线粒体内膜上的ATP合酶回流到线粒体基质。ATP合酶由F₀和F₁两部分组成，F₀是嵌入线粒体内膜的质子通道，F₁则是位于线粒体基质侧的催化亚基。当质子通过F₀回流时，驱动F₁构象发生改变，使ADP和Pi结合形成ATP。每2个质子经ATP合酶回流所释放的能量可驱动合成1分子ATP。

综上所述，氧化磷酸化通过呼吸链电子传递建立质子电化学梯度，再由ATP合酶利用质子回流的能量催化ADP磷酸化生成ATP，从而实现了能量的转换和储存，为细胞的各种生命活动提供了直接的能量来源。