L'ATP contiene tre gruppi fosfato, mentre l'ADP ne contiene due. ATP sta per "adenosina trifosfato" e ADP sta per "adenosina difosfato". Entrambi contengono l'adenina di base azotata, il ribosio di zucchero a cinque atomi di carbonio e diversi gruppi di fosfati.
Le cellule usano l'ATP come fonte di energia per una varietà di reazioni biochimiche. Gli esseri umani e altri animali assorbono energia sotto forma di carboidrati, lipidi e proteine. Tuttavia, le reazioni cellulari non possono usare direttamente l'energia in queste molecole. Le molecole devono prima essere scomposte attraverso la respirazione cellulare e l'energia deve essere convertita in ATP.
Il terzo fosfato nell'ATP è collegato alla molecola mediante un legame ad alta energia. Quando questo legame viene rotto, l'energia rilasciata viene utilizzata dalle reazioni nella cellula come fonte di energia. Queste reazioni includono la replicazione del DNA, la sintesi proteica, il trasporto cellulare e la contrazione muscolare. Dopo il rilascio del terzo gruppo di fosfati, l'ATP diventa ADP. In modo simile a una batteria ricaricabile, ADP non può più essere utilizzato come fonte di energia. L'ADP ritorna quindi al sito di respirazione cellulare nei mitocondri. Un altro gruppo fosfato viene quindi collegato all'ADP, producendo ATP. Questa molecola di ATP può quindi essere riutilizzata dalla cellula come fonte di energia.