Den energi som är direkt involverad i cellulärt arbete är adenosintrifosfat (ATP). ATP är en liten molekyl som är sammansatt av en adeninmolekyl fäst vid en ribosmolekyl och tre fosfatgrupper. Energin i ATP lagras i bindningarna mellan fosfatgrupperna och när dessa bindningar bryts frigörs energi. Denna energi kan sedan användas av cellen för att utföra arbete, som att transportera material över cellmembran, syntetisera proteiner och dra ihop muskler.

ATP produceras i celler genom två huvudprocesser:glykolys och oxidativ fosforylering. Glykolys är processen att bryta ner glukos, ett socker, till pyruvat, en trekolsmolekyl. Denna process sker i cellens cytoplasma och producerar en liten mängd ATP. Oxidativ fosforylering är processen att använda syre för att bryta ner pyruvat till koldioxid och vatten. Denna process sker i cellens mitokondrier och producerar en stor mängd ATP.

ATP är en viktig molekyl för celler och krävs för alla cellulära processer. Utan ATP skulle celler inte kunna överleva.