Oppbygning. ATP står for adenosintrifosfat. Molekylet er bygd opp av den nitrogenholdige basen adenin, sukkeret ribose og en kjede med tre fosfatgrupper. Adenin og ribose utgjør til sammen adenosin. Fosfatgruppene er negativt ladde og frastøter hverandre, og bindingene mellom dem kalles derfor energirike.

Hvordan ATP fungerer. Når den ytterste fosfatgruppen spaltes av ved hydrolyse, frigjøres energi:

Ofte blir fosfatgruppen overført til et annet molekyl. Dette kalles fosforylering. Molekylet blir da mer reaktivt, slik at en reaksjon som krever energi, kan gå. På denne måten kobler ATP energifrigjørende prosesser til energikrevende prosesser.

Cellen bruker ATP til blant annet aktiv transport gjennom cellemembranen, for eksempel natrium–kalium-pumpa, til muskelsammentrekning, til bevegelse av flimmerhår og til å bygge opp store molekyler som proteiner og DNA.

Gjendanning. ATP er ikke et energilager. Cellen har lite ATP, og hvert molekyl brukes opp i løpet av sekunder. ADP og fosfat bygges derfor opp igjen til ATP hele tida. Energien til dette kommer fra celleåndingen, særlig fra den oksidative fosforyleringen i mitokondriene. I planteceller lages ATP i tillegg i lysreaksjonene i kloroplastene. ATP og ADP går altså rundt i en stadig syklus.