Adenozino trifosfatas arba ATP veikia kaip pagrindinis ląstelės energijos šaltinis. Jis dažnai vadinamas molekuliniu valiutos vienetu, nes jis gali ir išlaikyti, ir išleisti energiją, kai to reikia ląstelei. ATP struktūra yra paprasta ir optimizuota maksimaliam efektyvumui, adenozino molekulė ir trys fosfatų grupės. Energija sulaikoma ir išleidžiama ryšiuose, laikančiuose fosfato grupes viena su kita ir su adenozino molekule. Energijos išleidimas pašalinus vieną fosfato grupę gaunamas ADP arba adenozino difosfatas, o pašalinus kitą fosfatų grupę gaunamas AMP, adenozino monofosfatas.
AMP, ADP ir ATP yra daug energijos turinčios molekulės, tačiau apskritai ATP pirmenybė teikiama kitoms dviem. Adenozino trifosfatas yra būtinas bet kokiam ląstelių procesui, kuris apima aktyvų kitos molekulės judėjimą. Pavyzdžiui, osmosui nereikia ATP, nes vanduo natūraliai teka iš labai koncentruotos būsenos į mažiau koncentruotą. Kita vertus, molekulinių variklių veiklai tam tikrų tipų ląstelėse reikalinga energija, sukaupta ATP. Kadangi nė vienas gyvas padaras nėra visiškai priklausomas nuo pasyvių natūralių procesų, visų būtybių ląstelėms paleisti reikalingas ATP.
Ne visi organizmai gamina tokį patį kiekį adenozino trifosfato, nepaisant to, kad jis yra gyvybiškai svarbi molekulė. ATP paprastai susidaro kvėpuojant, o tai apima energijos išgavimą iš išorinio šaltinio, dažnai įprasto cukraus, vadinamo gliukoze. Anaerobinį kvėpavimą naudojantys organizmai, kaip ir kai kurios bakterijos, vienai gliukozės molekulei gamina maždaug 2 ATP. Tie, kurie naudoja aerobinį kvėpavimą, kaip ir žmonės, sukuria nuo 32 iki 36 ATP molekulėje. Aerobinis kvėpavimas yra sudėtingesnis, bet efektyvesnis, todėl jo ATP išeiga yra didelė.
Adenozino trifosfato adenozino komponentą iš tikrųjų sudaro dvi atskiros molekulės, būtent cukrus, vadinamas riboze, ir bazė, vadinama adeninu. Adeninas, prijungtas prie ribozės, sukuria struktūrą, vadinamą nukleozidu, kuri skiriasi nuo adenino nukleotidų, esančių RNR ir DNR. Nukleozidas yra du trečdaliai nukleotido; nukleotiduose taip pat yra papildoma fosfatų grupė, kuri yra būtina norint suformuoti ilgas grandines, kaip matyti iš RNR ir DNR. Priešingai nei nukleotidai, nukleozidai negali susijungti patys, ir pagal šią logiką ATP molekulės negali sudaryti grandinių.
Kasdien žmogaus organizme pasigamina trilijonai adenozino trifosfato molekulių, o organizmas per mažiau nei 24 valandas gali pagaminti daugiau nei jo svoris ATP. Tai nesukelia svorio padidėjimo ar kūno sužalojimo, nes dauguma ATP molekulių sukuriamos ir naudojamos per sekundės dalį. Per visą organizmo gyvenimą ATP yra varomoji jėga, palaikanti organizmo funkcionavimą.