從上世紀中葉開始,進行呼吸作用的大分子蛋白質複合物相繼被分離和鑒定出來,至今科學家們都在研究這些大分蛋白機器的功能機理。這些蛋白質機器包括複合物I(NADH脫氧酶,NADH dehydrogenase),複合物II(琥珀酸脫氧酶,succinate dehydrogenase),複合物III(細胞色素c還原酶,cytochrome c reductase),複合物IV(細胞色素c氧化酶,cytochrome c oxidase),以及複合物V(ATP合成酶,ATP synthase)。其中,複合物IV以二聚體的形式存在於線粒體嵴上,並且常常沿著嵴的摺疊處呈條帶狀排列,而複合物I到IV的組合形式則較為複雜。