Движущей силой транспортных процессов во внутренней мембране митохондрий служит концентрационный градиент метаболитов или электрохимический потенциал (см. Дыхательная цепь). Например, карнитиновая система транспорта жирных кислот работает за счёт высоких концентраций ацил-КоА в цитоплазме. Движущей силой импорта фосфата и пирувата служит протонный градиент, в то время как обмен АТФ/АДФ и выброс ионов Ca2+ зависят от трансмембранного потенциала внутренней мембраны митохондрий.