Trifosfatul de adenozină sau ATP funcționează ca principala sursă de energie a celulei. Este adesea numită unitatea moleculară a monedei, deoarece poate reține și elibera energie atunci când o celulă o cere. Structura ATP este simplă și optimizată pentru o eficiență maximă, o moleculă de adenozină plus trei grupe fosfat. Energia este reținută și eliberată în legăturile care țin grupările fosfat între ele și cu molecula de adenozină. O eliberare de energie prin îndepărtarea unei grupări fosfat dă ADP, sau adenozin difosfat, iar îndepărtarea unei alte grupări fosfat dă AMP, adenozin monofosfat.
AMP, ADP și ATP sunt toate molecule bogate în energie, dar în general ATP este preferat față de celelalte două. Trifosfatul de adenozină este necesar pentru orice proces celular care implică mișcarea activă a unei alte molecule. Osmoza, de exemplu, nu necesită ATP, deoarece apa curge în mod natural dintr-o stare foarte concentrată într-o stare mai puțin concentrată. Activitatea motoarelor moleculare în anumite tipuri de celule, pe de altă parte, necesită energia stocată în ATP. Deoarece nicio creatură vie nu se bazează complet pe procesele naturale pasive, toate creaturile au nevoie de ATP pentru a-și conduce celulele.
Nu toate organismele produc aceeași cantitate de adenozin trifosfat, în ciuda faptului că este o moleculă esențială pentru viață. ATP este de obicei generat prin respirație, care implică extragerea energiei dintr-o sursă externă, adesea un zahăr comun numit glucoză. Organismele care folosesc respirația anaerobă, ca unele bacterii, generează aproximativ 2 ATP per moleculă de glucoză. Cei care folosesc respirația aerobă, ca și oamenii, generează între 32 și 36 de ATP pe moleculă. Respirația aerobă este mai complicată, dar mai eficientă, de unde și randamentul său mare de ATP.
Componenta adenozină a adenozin trifosfat este de fapt compusă din două molecule separate, și anume un zahăr numit riboză și o bază numită adenină. Adenina legată de riboză creează o structură numită nucleozidă, care este diferită de nucleotidele de adenină găsite în ARN și ADN. O nucleozidă este două treimi dintr-o nucleotidă; nucleotidele conțin, de asemenea, o grupare fosfat suplimentară, care este esențială pentru a forma lanțuri lungi, așa cum se observă în ARN și ADN. Spre deosebire de nucleotid, nucleozidele nu se pot lega singure între ele și, prin această logică, moleculele de ATP nu pot forma lanțuri.
Trilioane de molecule de adenozin trifosfat sunt produse în fiecare zi în corpul uman, iar organismul poate produce mai mult decât greutatea sa în ATP în mai puțin de 24 de ore. Acest lucru nu provoacă creștere în greutate sau vătămare corporală, deoarece majoritatea moleculelor de ATP sunt create și utilizate într-o fracțiune de secundă. Pe parcursul vieții unui organism, ATP este forța motrice care menține organismul în funcțiune.