Wiele procesów życiowych komórki nie mogłoby przebiegać bez stałego dopływu energii. Energia jest w komórce potrzebna do przeprowadzania reakcji anabolicznych, które polegają na wytwarzaniu złożonych związków chemicznych (na przykład białek) z prostych cząsteczek (na przykład aminokwasów). Również transport aktywny wymaga wykorzystania energii zmagazynowanej w komórce. Niektóre bardziej skomplikowane procesy biologiczne, takie, jak skurcze mięśni albo przewodzenie pobudzenia wzdłuż komórki nerwowej, także są związane z zużywaniem zasobów energetycznych komórek 

              Kwas adenozynotrifosforowy (ATP) jest cząsteczką zbudowaną z adeniny, rybozy i trzech reszt fosforanowych. ATP jest komórkowym magazynem energii chemicznej. Energia cząsteczki ATP jest zmagazynowana w dwóch wiązaniach wysokoenergetycznych, które łączą pierwszą i drugą oraz drugą i trzecią grupę fosforanową cząsteczki. Rozerwanie jednego wiązania wysokoenergetycznego tej cząsteczki powoduje rozpad ATP do ADP i nieorganicznego fosforanu (Pi) oraz uwolnienie pewnej ilości energii, która może być wykorzystana w procesach metabolicznych komórki 

              Komórka przez cały czas zużywa energię zmagazynowaną w ATP, ale jednocześnie wytwarza nowe cząsteczki ATP z ADP i nieorganicznych fosforanów w reakcjach fosforylacji. Dzięki temu zasoby energetyczne komórki nie ulegają wyczerpaniu. W komórkach zwierzęcych nowe wiązania wysokoenergetyczne w ATP powstają podczas reakcji związanych z katabolizmem cząsteczek pobieranych z pokarmem. ATP jest wytwarzany między innymi w reakcjach glikolizy, cyklu kwasu cytrynowego i łańcucha oddechowego. 

              Cząsteczki ATP są też dawcami grup fosforanowych w procesach fosforylacji innych cząsteczek. Przeniesienie grupy fosforanowej z ATP na inną cząsteczkę często wiąże się ze zmianą aktywności biologicznej fosforylowanej cząsteczki. Fosforylacja białek jest mechanizmem wykorzystywanym przez komórkę do regulacji ich działania (na przykład przyłączenie grupy fosforanowej do enzymu może zwiększać albo zmniejszać jego aktywność). Także mniejsze cząsteczki mogą być fosforylowane. Fosforylacja powoduje ich aktywację i umożliwia wejście do cyklu przemian biochemicznych. Przykładem jest fosforylacja glukozy, od której rozpoczyna się proces glikolizy 


Wzór strukturalny ATP - zdjęcie 

               Stężenie ATP i ADP jest w komórce niewielkie, jednak ATP jest ciągle produkowane i ciągle hydrolizowane. Szybkości obu procesów są jednakowe. Gdyby organizm człowieka zużywał ATP jednorazowo, tak jak ma to miejsce w reakcjach prowadzonych w probówce, potrzeba by było około 50 kg tego związku, aby człowiekowi o wadze około 75 kg wystarczyło do przeżycia dnia bez jakiejkolwiek aktywności fizycznej.