概括地说, 每一个生物细胞都有大量线粒体, 线粒体内部还有内膜分隔. 食物新陈代谢后, 内膜的外侧的酸度就增高（H⁺ 离子浓度增高）(pH 值就<< 7, 中性时pH 值 = 7), 当H⁺ 离子（又称质子）穿过内膜上的ATP 合成酶，就推动了ATP的合成。 就这么简单。因为高浓度的H⁺ 离子和低浓度的H⁺ 离子相比，蕴藏的化学势高。当H⁺ 离子穿过内膜时就释放出能量推动了ADP+Pi转变成ATP的非自发反应。

这也就是用热力学耦合（即克劳修斯的“补偿”）的观点来总结概括化学渗透学说, 从低能量ADP转化成ATP的过程是一个非自发（负耗散）过程, d_iS₁ < 0; 而H⁺ 穿过内膜上的 F₁/F₀-ATP合成酶返回基质时, 是从高浓度到低浓度的自发（正耗散）扩散过程, d_iS₂ > 0; 这样只要整个体系符合正熵产生原理的[d_iS₁ < 0, d_iS₂ > 0 & d_iS ≥ 0], ATP生物合成就可以顺利完成. 因此, ATP生物合成的化学渗透机理不仅仅完全符合热力学第二定律, 也是热力学耦合现象的有力定性证明. 米切尔的这项荣获诺贝尔奖的工作对现代热力学发展的意义是远远超过昂萨格和普利高京奖项对现代热力学发展的意义。因为其中不可逆过程之间的相互“耦合（或称补偿）”关系是非常直接的，也是定量的，即d_iS = d_iS₁ + d_iS₂。既然如此，那么就不需要近似的昂萨格倒易关系，也不需要普利高京的动力学模型了。当然米切尔是一位生物化学家在当时并没有把他的工作和热力学的发展联系起来。因此米切尔的化学渗透理论除了成为生物化学教科书中心内容的一部分以外, 很少有物理和化学学科的热力学教科书对此作出明确的介绍.