Функционирование АТФ-синтазы у различных организмов имеет свои особенности:

• У растений АТФ-синтаза CF1FO присутствует в хлоропластах. 1 Она встроена в мембрану тилакоида, причём компонент CF1 выступает в строму, где протекают темновые реакции фотосинтеза. 1 Структура и механизм катализа АТФ-синтазы хлоропластов почти такая же, как и в митохондриях. 1 Однако электрохимический потенциал у хлоропластов формируется не дыхательной электрон-транспортной цепью, а другими комплексами — фотосистемой II и цитохромным комплексом b6/f. 1
• У анаэробных бактерий АТФ-синтаза работает в обратном направлении: гидролиз АТФ создаёт протонный градиент, который задействован в движении жгутиков и клеточном питании. 1
• У некоторых бактерий АТФ-синтаза работает в обратном направлении: энергия, высвобождающаяся за счёт гидролиза АТФ, расходуется на выход протонов из клетки и на создание их градиента по сторонам цитоплазматической мембраны. 4 Затем энергия протонного градиента используется для транспорта в клетку метаболитов, например лактозы. 4
• У дрожжей АТФ-синтаза самая сложная из известных: она состоит из 20 различных видов субъединиц. 1