2,4-二硝基苯酚是一种应用广泛的脱偶联剂，它能够使氧化和磷酸化作用脱偶联。在10-4M浓度下给予线粒体，可以引发脱偶联作用，导致氧吸收增加，P：O比率下降。若给予更高浓度，甚至可能阻碍氧的吸收。

2,4-二硝基苯酚作为解偶联剂的作用机制是：它对电子传递没有抑制作用，但能消除合成ATP所需的质子推动力。由于2,4-二硝基苯酚是一种亲脂的弱酸性化合物，它能以中性的质子状态穿过线粒体脂质双分子层的内膜。当存在跨膜的质子梯度时，它在膜的酸性侧结合质子，以中性、不带电荷的状态扩散穿过膜，并在膜的碱性侧释放出质子，从而破坏跨膜的质子梯度。这里，2,4-二硝基苯酚充当了离子载体的角色。

2,4-二硝基苯酚的显著特性在于它具有强的亲电子基团（NO2-）。在卤素置换的苯酚中，这种物质具有更强的效应。因此，在应用2,4-二硝基苯酚时，可以期待其在脱偶联过程中的高效表现。