Kompleks I terdiri dari 46 sub-unit yang terbagi ke dalam 3 sub-kompleks, I alfa, I beta dan I lamda,[4] dengan 9 kofaktor redoks: sebuah flavin mononukleotida dan 8 kluster Fe-S]].[3] 7 sub-unit merupakan ekspresi genetik dari DNA mitokondria, 38 sub-unit lain berasal dari transkripsigen di dalam inti sel yang bermigrasi ke dalam mitokondria melalui sitoplasma.
Kompleks I juga merupakan tempat produksi senyawaROS, yaitu pada kluster Fe-S yang disebut N2. Senyawa analog ubikuinon yang disebut idebenon berperan dalam proses transfer elektron dari kluster ini menuju oksigen,[5] hingga elektron tidak mencapai akhir lintasan fosforilasi oksidatif. ROS juga dapat dipicu oleh inhibitor kompleks I seperti rotenon,[6] atau kondisi mitokondria yang sangat tereduksi hingga menyebabkan transfer balik elektron dari asam suksinat ke NAD+ dan produksi ROS pada kluster N1-a.