細胞色素氧化酶是由多個亞基和輔因子組成的，必須要通過組裝才能形成完成的活性分子。它的組裝位點被認為接近TOM/TIM復合體；在這一位置，復合物中間體可以與來自原生質中的亞基結合。血紅素和輔因子被插入到亞基I和II中。亞基I和IV可以啟動組裝。其他亞基可以先形成亞復合物中間體，然后再與亞基I和IV結合形成完整的細胞色素氧化酶。在組裝后修飾中，酶分子發生二聚化以獲得有效的酶活性。二聚體是通過一個心磷脂（cardiolipin）分子來連接。整個組裝機制的信息已經得到大量的揭示， 但具體過程還有待進一步的研究。