Hücreler ATP'yi çeşitli biyokimyasal reaksiyonlar için bir enerji kaynağı olarak kullanır. İnsanlar ve diğer hayvanlar, enerjiyi karbonhidrat, lipit ve protein şeklinde alırlar. Ancak, hücresel reaksiyonlar bu moleküllerdeki enerjiyi doğrudan kullanamaz. Moleküller önce hücresel solunum yoluyla parçalanmalı ve enerji ATP'ye dönüştürülmelidir.
ATP'deki üçüncü fosfat, moleküle yüksek enerjili bir bağ ile bağlanır. Bu bağ koptuğunda, salınan enerji, hücredeki reaksiyonlar tarafından bir enerji kaynağı olarak kullanılır. Bu reaksiyonlar, DNA replikasyonu, protein sentezi, hücresel taşınma ve kas kasılmasını içerir. Üçüncü fosfat grubunun serbest bırakılması üzerine, ATP ADP olur. Şarj edilebilir bir bataryaya benzer bir şekilde, ADP artık bir enerji kaynağı olarak kullanılamaz. ADP daha sonra mitokondride hücresel solunum bölgesine geri döner. Daha sonra başka bir fosfat grubu, ADP'ye bağlanır ve ATP üretir. Bu ATP molekülü daha sonra hücre tarafından bir enerji kaynağı olarak tekrar kullanılabilir.
