L’adenosintrifosfato (ATP) è nei sistemi biologici la fonte principale di energia; gran parte della sua produzione avviene nel mitocondrio a livello della catena respiratoria mediante l’energia che si libera dal trasferimento di elettroni lungo tale catena che ha come accettore finale l’ossigeno; secondo la teoria di Mitchell, la forza che accoppia l’energia liberata dall’ossidazione alla fosforilazione è il gradiente di concentrazione protonica che si crea tra le due facce della membrana mitocondriale interna. L’ATP è idrolizzato nella fase della contrazione muscolare in cui è necessario il disaccoppiamento del complesso actomiosinico e il riaccumulo degli ioni calcio nel reticolo sarcoplasmatico; viene generato localmente da fosforilazione ossidativa, attraverso il consumo di fosfocreatina, dalla glicolisi anaerobia e attraverso l’utilizzo di due molecole di ADP tramite l’azione della miochinasi, a seconda delle condizioni (aerobiche o anaerobiche) in cui il muscolo opera.