氧化磷酸化抑制剂可分为三类，即呼吸抑制剂、磷酸化抑制剂和解偶联剂。
(一)呼吸抑制剂这类抑制剂抑制呼吸链的电子传递，也就是抑制氧化，氧化是磷酸化的基础，抑制了氧化也就抑制了磷酸化。呼吸链某一特定部位被抑制后，其底物一侧均为还原状态，其氧一侧均为氧化态，这很容易用分光亮度法(双波长分光亮度计)检定，重要的呼吸抑制剂有以下几种。
鱼藤酮(rotenone)系从植物中分离到的呼吸抑制剂，专一抑制NADH→CoQ的电子传递。
抗霉素A(actinomycinA)由霉菌中分离得到，专一抑制CoQ→Cyt c的电子传递。
CN、CO、NaN3和H2S均抑制细胞色素氧化酶。
(二)磷酸化抑制剂这类抑制剂抑制ATP的合成，抑制了磷酸化也一定会抑制氧化。
寡霉素(oligomycin)可与F0的OSCP结合，阻塞氢离子通道，从而抑制ATP合成。
二环己基碳二亚胺(dicyclohexylcarbodiimide,DCC)可与F0的DCC结合蛋白结合，阻断H+通道，抑制ATP合成。栎皮酮(quercetin)直接抑制参与ATP合成的ATP酶。
(三)解偶联剂(uncoupler) 解偶联剂使氧化和磷酸化脱偶联，氧化仍可以进行，而磷酸化不能进行，解偶联剂作用的本质是增大线粒体内膜对H+的通透性，消除H+的跨膜梯度，因而无ATP生成，解偶联剂只影响氧化磷酸化而不干扰底物水平磷酸化，解偶联剂的作用使氧化释放出来的能量全部以热的形式散发。动物棕色脂肪组织线粒体中有独特的解偶联蛋白，使氧化磷酸化处于解偶联状态，这对于维持动物的体温十分重要。
常用的解偶联剂有2，4-二硝基酚(dinitrophenol,DNP)，羰基-氰-对-三氟甲氧基苯肼(FCCP)，双香豆素(dicoumarin)等，过量的阿斯匹林也使氧化磷酸化部分解偶联，从而使体温升高。
过量的甲状腺素也有解偶联作用，甲状腺素诱导细胞膜上Na+-K+-ATP酶的合成，此酶催化ATP分解，释放的能量将细胞内的Na+泵到细胞外，而K+进入细胞，Na+-K+-ATP酶的转换率为100个分子ATP/秒，酶分子数增多，单位时间内分解的ATP增多，生成的ADP又可促进磷酸化过程。甲亢病人表现为多食、无力、喜冷怕热，基础代谢率(BMR)增高，因此也有人将甲状腺素看作是调节氧化磷酸化的重要激素。
