يتمثل دور كل من NADH و FADH2 في عملية التنفس الخلوي في أنهما مصدر الإلكترونات في مرحلة سلسلة نقل الإلكترون، حيث يحملان الإلكترونات عالية الطاقة الناتجة عن دورة كريبس إلى سلسلة نقل الإلكترون.
خلال هذه العملية، تتأكسد جزيئات NADH و FADH2، وتُطلق الإلكترونات التي تحملها، وتُستخدم هذه الإلكترونات في إنتاج ATP، وهو الجزيء الذي يُعد العملة الأساسية للطاقة في الخلية.
تُمرر الإلكترونات عبر سلسلة من البروتينات الموجودة في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا، وتُستخدم الطاقة الناتجة عن هذا النقل في ضخ البروتونات من الحشوة إلى الحيز بين الغشائي.
يؤدي هذا الضخ إلى إنشاء تدرج في تركيز البروتونات، يُستخدم في النهاية لتشغيل إنزيم ATP سينثاز، الذي يُنتج ATP عن طريق إضافة مجموعة فوسفات إلى ADP.
بالإضافة إلى دورهما في إنتاج ATP، يلعب NADH و FADH2 أيضًا دورًا في عمليات أخرى في الخلية، مثل تخليق الجزيئات الحيوية و إزالة السموم. يُعد NADH أيضًا عاملًا مساعدًا مهمًا في العديد من التفاعلات الأنزيمية.