呼吸链中ATP的生成主要通过氧化磷酸化的过程，下面来详细阐述这一复杂而关键的生理过程。

首先，呼吸链也被称为电子传递链，它位于线粒体内膜上，主要由一系列的蛋白质复合体和辅酶组成，包括复合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ以及泛醌和细胞色素c等。代谢物在分解代谢过程中脱下的氢原子，通过相应的脱氢酶催化，交给NAD⁺或FAD生成NADH H⁺或FADH₂。

当NADH H⁺进入呼吸链时，它首先将电子传递给复合体Ⅰ，使复合体Ⅰ中的黄素蛋白和铁 - 硫蛋白被还原。电子从复合体Ⅰ传递给泛醌，泛醌再将电子传递给复合体Ⅲ。在这个过程中，复合体Ⅰ、Ⅲ会将质子从线粒体基质泵到膜间隙，形成跨内膜的质子电化学梯度。而FADH₂则是将电子直接传递给复合体Ⅱ，然后电子再经泛醌传递到复合体Ⅲ，同样会形成质子梯度。

电子从复合体Ⅲ传递给细胞色素c，再到复合体Ⅳ，最后交给氧，使氧还原成水。与此同时，复合体Ⅳ也会将质子泵到膜间隙。由于质子电化学梯度的存在，膜间隙中的质子会通过ATP合酶回流到线粒体基质。ATP合酶是一种镶嵌在线粒体内膜上的酶，当质子通过其质子通道回流时，会引起其构象的改变，促使ADP和Pi结合生成ATP。

这种由底物脱氢经呼吸链氧化生成水的过程中，偶联ADP磷酸化生成ATP的方式，就是氧化磷酸化。每分子NADH H⁺经呼吸链氧化可生成约2.5分子ATP，每分子FADH₂经呼吸链氧化则可生成约1.5分子ATP。通过这种高效的能量生成方式，为细胞的各种生命活动提供了充足的能量。