両側に形成されるイオン駆動力を利用してATPを合成する。説明F型ATP合成酵素の作動機構は水力発電機に例えられる。水力発電機ではタービンが水の流れによって回転し、回転軸を共有する電気モーターを強制回転させることで発電する。同様の原理で、F型ATP合成酵素では、水力発電機のタービンに相当するFoがイオンの流れによって回転する。電気モーターに相当するF1は回転軸を共有するFoによって強制回転させられ、ATPを合成する。