Adenosiintrifosfaat ehk ATP toimib raku peamise energiaallikana. Seda nimetatakse sageli valuuta molekulaarseks ühikuks, kuna see võib nii hoida kui ka vabastada energiat, kui rakk seda nõuab. ATP struktuur on lihtne ja optimeeritud maksimaalse efektiivsuse saavutamiseks, adenosiini molekul pluss kolm fosfaatrühma. Energia hoitakse ja vabaneb sidemetes, mis hoiavad fosfaatrühmi üksteise ja adenosiini molekuli külge. Energia vabanemine ühe fosfaatrühma eemaldamisega annab ADP ehk adenosiindifosfaadi ja järgmise fosfaatrühma eemaldamine annab AMP, adenosiinmonofosfaadi.
AMP, ADP ja ATP on kõik energiarikkad molekulid, kuid üldiselt eelistatakse ATP-d kahele teisele. Adenosiintrifosfaat on vajalik mis tahes rakulise protsessi jaoks, mis hõlmab teise molekuli aktiivset liikumist. Näiteks osmoos ei vaja ATP-d, sest vesi liigub looduslikult kõrgelt kontsentreeritud olekust vähem kontsentreeritud olekusse. Molekulaarsete mootorite aktiivsus teatud tüüpi rakkudes nõuab seevastu ATP-s salvestatud energiat. Kuna ükski elusolend ei sõltu täielikult passiivsetest looduslikest protsessidest, vajavad kõik olendid oma rakkude käitamiseks ATP-d.
Mitte kõik organismid ei tooda sama kogust adenosiintrifosfaati, kuigi see on eluks hädavajalik molekul. ATP tekib tavaliselt hingamise kaudu, mis hõlmab energia ammutamist välisest allikast, sageli tavalisest suhkrust, mida nimetatakse glükoosiks. Anaeroobset hingamist kasutavad organismid, nagu mõned bakterid, toodavad ligikaudu 2 ATP-d glükoosimolekuli kohta. Need, kes kasutavad aeroobset hingamist, nagu inimesed, toodavad 32–36 ATP-d molekuli kohta. Aeroobne hingamine on keerulisem, kuid tõhusam, seega ka selle kõrge ATP saagis.
Adenosiintrifosfaadi adenosiinikomponent koosneb tegelikult kahest eraldi molekulist, nimelt suhkrust, mida nimetatakse riboosiks, ja alusest, mida nimetatakse adeniiniks. Riboosiga seotud adeniin loob struktuuri, mida nimetatakse nukleosiidiks, mis erineb RNA-s ja DNA-s leiduvatest adeniini nukleotiididest. Nukleosiid on kaks kolmandikku nukleotiidist; nukleotiidid sisaldavad ka täiendavat fosfaatrühma, mis on oluline pikkade ahelate moodustamiseks, nagu on näha RNA-s ja DNA-s. Erinevalt nukleotiididest ei saa nukleosiidid iseseisvalt omavahel siduda ja selle loogika kohaselt ei saa ATP molekulid ahelaid moodustada.
Inimkehas toodetakse iga päev triljoneid adenosiintrifosfaadi molekule ja keha suudab vähem kui 24 tunniga toota ATP-d rohkem kui oma kaalust. See ei põhjusta kaalutõusu ega kehavigastusi, sest enamik ATP molekule luuakse ja kasutatakse sekundi murdosa jooksul. Organismi eluea jooksul on ATP liikumapanev jõud, mis hoiab keha toimimas.