NADH-Q还原酶又称为NADH脱氢酶（NADH dehydrogenase），简称复合体Ⅰ（complex Ⅰ），是一个具有相对分子质量88 000的大蛋白质分子，至少包含有34条多肽链。分别由核和线粒体两个不同的基因组编码构成。在电子传递链中共有3个质子泵（proton pump），该酶是第一个质子泵。

该酶的作用是先与NADH结合并将NADH上的两个高势能电子转移到其FMN辅基上，使NADH氧化，并使FMN还原，反应如下：

NADH+H+FMN→FMNH2+NAD

接着辅基FMNH2上的电子又转移到铁硫聚簇Fe-S上，Fe-S聚簇是该还原酶的第二个辅基，起着传递电子的作用（传电子，不传氢）。最后，电子被传递给辅酶Q，由辅酶Q将电子转移到细胞色素还原酶（复合体Ⅲ）