różnica stężeń jonów H⁺ po obu stronach błony biologicznej, będąca źródłem energii do syntezy ATP w mitochondriach i chloroplastach. Tworzy się podczas transportu elektronów w łańcuchu oddechowym lub fotosyntetycznym. Gradient protonowy jest podstawą chemiosmozy i umożliwia wytwarzanie energii chemicznej w postaci wysokoenergetycznych wiązań. Jego utrzymanie jest kluczowe dla metabolizmu komórki i homeostazy energetycznej.