Hidrolisis ATP adalah metode utama yang digunakan tubuh manusia untuk melepaskan energi secara kimiawi ke otot dan sistem lain dalam tubuh yang diperlukan untuk menopang kehidupan. Bahan kimia Adenosin trifosfat (ATP) diubah menjadi Adenosin difosfat (ADP) dengan hilangnya gugus fosfoanhidrat di ujung senyawa, menghasilkan pelepasan energi kimia dan panas. ADP juga memungkinkan untuk diubah satu tingkat lebih jauh ke bawah rantai molekul, menjadi Adenosin monofosfat (AMP) yang melepaskan energi lebih lanjut. Dalam kondisi khusus kadang-kadang terjadi juga bahwa ATP dapat langsung dihidrolisis menjadi AMP, melepaskan energi dari dua gugus fosfat di ujung molekul dalam proses, bukan hanya satu.
Jumlah energi yang dilepaskan oleh hidrolisis ATP dapat bervariasi berdasarkan faktor-faktor seperti pH atau tingkat asam darah, dan adanya magnesium, yang mengikat produk sampingan dari reaksi. Karena konversi ATP menjadi ADP dapat menurunkan tingkat pH darah, hal ini telah dikaitkan dengan kasus asidosis laktat, suatu kondisi di mana penurunan kadar oksigen dalam darah dapat mengakibatkan sesak napas, sakit perut, dan efek samping lainnya. Kasus asidosis laktat sering merupakan gejala dalam fisiologi olahraga, ketika permintaan energi yang besar ditempatkan pada kelompok otot.
Air juga penting untuk reaksi agar hidrolisis ATP berlangsung. Ini biasanya tidak diperhitungkan dalam rumus energi yang menjelaskan hidrolisis ATP karena merupakan media netral untuk hasil energi akhir. Pelepasan energi eksotermik oleh hidrolisis ATP dapat menghasilkan senyawa ionik air, seperti ion hidroksil OH-.
Penyimpanan energi kimiawi dalam sel manusia penting karena saingannya, penyimpanan energi dengan panas atau kalori saja, kurang efisien. Sel harus tetap pada suhu yang diatur agar berfungsi dengan baik. Oleh karena itu, hidrolisis ATP adalah bentuk tidak hanya penyimpanan energi kimia, penyerapan, dan pelepasan energi ke tubuh, tetapi juga merupakan sarana utama tubuh manusia mengangkut energi dari organ ke organ. Bahan kimia ini juga cukup stabil dan pemecahannya menghasilkan pelepasan energi yang relatif besar karena ikatan fosfor-oksigen dalam molekul ATP masing-masing menyimpan kira-kira 7 kkal/mol energi.
Meskipun hidrolisis ATP sangat penting untuk respirasi dan fungsi sel yang sehat, ini bukan satu-satunya reaksi kimia yang menghasilkan energi dalam tubuh. Creatine phosphate adalah bahan kimia fosfat lain yang digunakan dalam tubuh untuk menciptakan energi. Selain itu, ATP disintesis oleh tubuh untuk penggunaan energi lebih lanjut ketika seseorang sedang tidur atau menggunakan sangat sedikit kelompok otot. Sel-sel dalam tubuh menghasilkan ATP melalui penggunaan protein dan oksidasi enzim, Nicotinamide Adenine Dinucleotide (NADH), yang berasal dari vitamin niacin.