Adenosin trifosfat, atau ATP, berfungsi sebagai sumber energi utama sel. Ini sering disebut unit mata uang molekul, karena dapat menahan dan melepaskan energi ketika sel membutuhkannya. Struktur ATP sederhana dan dioptimalkan untuk efisiensi maksimum, sebuah molekul adenosin ditambah tiga gugus fosfat. Energi ditahan dan dilepaskan dalam ikatan yang menahan gugus fosfat satu sama lain dan ke molekul adenosin. Pelepasan energi dengan menghilangkan satu gugus fosfat menghasilkan ADP, atau adenosin difosfat, dan pelepasan gugus fosfat lebih lanjut menghasilkan AMP, adenosin monofosfat.
AMP, ADP, dan ATP semuanya adalah molekul yang kaya energi, tetapi secara umum ATP lebih disukai daripada dua lainnya. Adenosin trifosfat diperlukan untuk setiap proses seluler yang melibatkan pergerakan aktif molekul lain. Osmosis, misalnya, tidak memerlukan ATP karena air mengalir secara alami dari keadaan yang sangat pekat ke keadaan yang kurang pekat. Aktivitas motor molekuler dalam jenis sel tertentu, di sisi lain, membutuhkan energi yang tersimpan dalam ATP. Karena tidak ada makhluk hidup yang sepenuhnya bergantung pada proses alami pasif, semua makhluk membutuhkan ATP untuk menjalankan sel mereka.
Tidak semua organisme menghasilkan jumlah adenosin trifosfat yang sama, meskipun itu merupakan molekul penting bagi kehidupan. ATP biasanya dihasilkan melalui respirasi, yang melibatkan ekstraksi energi dari sumber eksternal, seringkali gula biasa yang disebut glukosa. Organisme yang menggunakan respirasi anaerob, seperti beberapa bakteri, menghasilkan sekitar 2 ATP per molekul glukosa. Mereka yang menggunakan respirasi aerobik, seperti manusia, menghasilkan antara 32 dan 36 ATP per molekul. Respirasi aerobik lebih rumit, tetapi lebih efisien, karena itu hasil ATP-nya tinggi.
Komponen adenosin dari adenosin trifosfat sebenarnya terdiri dari dua molekul terpisah, yaitu gula yang disebut ribosa dan basa yang disebut adenin. Adenin yang terikat pada ribosa menciptakan struktur yang disebut nukleosida, yang berbeda dari nukleotida adenin yang ditemukan dalam RNA dan DNA. Sebuah nukleosida adalah dua pertiga dari nukleotida; nukleotida juga mengandung gugus fosfat tambahan, yang penting untuk membentuk rantai panjang seperti yang terlihat pada RNA dan DNA. Berbeda dengan nukleotida, nukleosida tidak dapat berikatan sendiri-sendiri, dan dengan logika ini, molekul ATP tidak dapat membentuk rantai.
Triliunan molekul adenosin trifosfat diproduksi setiap hari dalam tubuh manusia, dan tubuh dapat memproduksi lebih dari beratnya dalam ATP dalam waktu kurang dari 24 jam. Ini tidak menyebabkan penambahan berat badan atau kerusakan tubuh karena sebagian besar molekul ATP dibuat dan digunakan dalam sepersekian detik. Selama masa hidup suatu organisme, ATP adalah kekuatan pendorong yang membuat tubuh berfungsi.