Cadeia respiratória é a etapa da respiração celular que ocorre no interior das mitocôndrias, precisamente em sua membrana interna pregueada.  

Também denominada de cadeia transportadora de elétrons, realiza o transporte de átomos de hidrogênio energizados, ou seja, elétrons, a partir de substâncias aceptoras intermediárias (NAD e FAD) provenientes da glicólise e do ciclo de Krebs.