氧化磷酸化是物质在体内氧化时释放的能量供给ADP与无机磷合成ATP的偶联反应；生物体内95%的ATP来自这种方式。甲状腺素能诱导细胞膜上的Na^+-K^+-ATP酶生成，使ATP水解成ADP加快，因而使ATP/ADP比值下降，使氧化磷酸化速度加快，耗氧量增加。