ATP的元素组成为：C、H、O、N、P，分子简式A-P~P~P，式中的A表示腺苷，T表示三个（英文的triple的开头字母T），P代表磷酸基团，“-”表示普通的磷酸键，“~”代表一种特殊的化学键，称为高能磷酸键（能量大于29.32kJ/mol的磷酸键称为高能磷酸键）。它有2个高能磷酸键，1个普通磷酸键。合成ATP的能量，对于动物、人、真菌和大多数细菌来说，均来自于细胞进行呼吸作用释放的能量；对于绿色植物来说，除了呼吸作用之外，在进行光合作用时，ADP合成ATP还利用了光能。ATP在ATP水解酶的作用下离A（腺苷）最远的“~”（高能磷酸键）断裂，ATP水解成ADP+Pi（游离磷酸基团）+能量。ATP分子水解时，实际上是指ATP分子中高能磷酸键的水解。高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54kJ/mol，所以说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。[1] ATP结构简式
ATP是一种高能磷酸化合物，在细胞中，它能与ADP的相互转化实现贮能和放能，从而保证了细胞各项生命活动的能量供应。生成ATP的途径主要有两条：一条是植物体内含有叶绿体的细胞，在光合作用的光反应阶段生成ATP；另一条是所有活细胞都能通过细胞呼吸生成ATP。[1]
肌肉中储藏着多种能源物质，主要有三磷酸腺苷（ATP）、磷酸肌酸（CP）、肌糖原和脂肪等。
剧烈运动时，体内处于暂时缺氧状态，在缺氧状态下体内能源物质的代谢过程，称为无氧代谢。它包括以下两个供能系统： ①非乳酸能（ATP-CP）系统——一般可维持10秒肌肉活动；②乳酸能系统——一般可维持1~3分的肌肉活动。非乳酸能（ATP-CP）系统和乳酸能系统是从事短时间、 剧烈运动肌肉供能的主要方式。ATP释放能量供肌肉收缩的时间仅为1~3秒， 要靠CP分解提供能量，但肌肉中CP的含量也只能够供ATP合成后 分解的能量维持6~8秒肌肉收缩的时间。因此，进行10秒以内的快速活动主要靠ATP-CP系统供给肌肉收缩时的能量。 乳酸能系统是持续进行剧烈运动时，肌肉内的肌糖原在缺氧状态下进行酵解， 经过一系列化学反应，最终在体内产生乳酸，同时释放能量供肌肉收缩。 这一代谢过程，可供1~3分左右肌肉收缩的时间。
在氧充足的条件下，肝糖原脂肪彻底氧化分解，最终生成大量二氧化碳（CO2）和水（H2O）， 同时释放能量并生成ATP，称为有氧氧化系统。