Q循环（Q cycle）是在线粒体呼吸链和叶绿体光合电子传递链中存在的一种电子传递机制，在能量转换过程中发挥关键作用。
下面以线粒体呼吸链中的Q循环为例详细说明： 发生位置及参与物质：在线粒体呼吸链复合体Ⅲ（细胞色素bc₁复合体）中进行。
该过程涉及辅酶Q（CoQ ，也叫泛醌），它有氧化态（Q）、还原态（QH₂ ）和半醌态（QH·）三种形式，可在线粒体内膜中自由移动，在传递电子和质子的过程中起着核心作用。
具体过程 第一轮循环：QH₂ 结合到复合体Ⅲ的一个位点（Qo位点），将两个电子分别传递给不同的受体。
其中一个电子经 Rieske 铁硫蛋白（Fe-S）传递给细胞色素c₁ ，然后再传递给细胞色素c（位于线粒体内膜外侧），用于后续反应；另一个电子则通过细胞色素b传递给内膜内侧的辅酶Q（Q），使其还原为半醌态（QH· ）。
同时，QH₂ 上的两个质子被释放到内膜外侧（膜间隙）。
第二轮循环：另一个QH₂ 分子结合到Qo位点，重复上述电子传递过程。
其中一个电子同样经Rieske 铁硫蛋白、细胞色素c₁ 传递给细胞色素c；另一个电子经细胞色素b传递给之前生成的半醌态QH· ，使其进一步获得一个电子并结合内膜基质侧的一个质子，最终还原为QH₂ 。
此轮循环中，第二个QH₂ 的两个质子也释放到内膜外侧。
生理意义：通过Q循环，每2个QH₂ 被氧化，会有4个质子从线粒体基质泵到膜间隙，形成跨内膜的质子电化学梯度。
这种质子梯度储存的能量随后被ATP合酶利用，驱动ADP磷酸化生成ATP，从而实现能量的转换和储存。
在叶绿体的光合电子传递链中也存在类似的Q循环机制，不过涉及的具体蛋白质和反应细节有所不同，但其本质都是通过电子传递偶联质子跨膜转运，为ATP合成提供动力 。