O difosfato de adenosina e o trifosfato de adenosina são moléculas orgânicas, conhecidas como nucleotídeos, encontradas em todas as células vegetais e animais. O ADP é convertido em ATP para o armazenamento de energia pela adição de um grupo fosfato de alta energia. A conversão ocorre na substância entre a membrana celular e o núcleo, conhecido como citoplasma, ou em estruturas especiais de produção de energia chamadas mitocôndrias.
Equação Química

A conversão de ADP em ATP pode ser escrita como ADP + Pi + energia → ATP ou, em inglês, difosfato de adenosina mais fosfato inorgânico mais energia fornece trifosfato de adenosina. A energia é armazenada na molécula de ATP nas ligações covalentes entre o grupo fosfato, particularmente na ligação entre o segundo e o terceiro grupos fosfato, conhecida como ligação pirofosfato.
Fosforilação quimiosmótica

A conversão de ADP em O ATP nas membranas internas das mitocôndrias é tecnicamente conhecido como fosforilação quimiosmótica. Os sacos membranosos nas paredes das mitocôndrias contêm cerca de 10.000 cadeias enzimáticas, que derivam energia de moléculas de alimentos ou fotossíntese - a síntese de moléculas orgânicas complexas a partir de dióxido de carbono, água e sais inorgânicos - nas plantas, através do que é conhecido como transporte de elétrons
ATP Sintase

A oxidação celular em um ciclo de reações metabólicas catalisadas por enzimas, conhecido como ciclo de Krebs, cria um acúmulo de partículas com carga negativa chamadas elétrons, que empurram íons de hidrogênio com carga positiva, ou prótons, através da membrana mitocondrial interna para a câmara interna. A energia liberada pelo potencial elétrico através da membrana faz com que uma enzima, conhecida como ATP sintase, se ligue ao ADP. A ATP sintase é um enorme complexo molecular e sua função é catalisar a adição de um terceiro grupo fósforo para formar o ATP. Um único complexo ATP sintase pode gerar mais de 100 moléculas de ATP por segundo.
Bateria recarregável

As células vivas usam o ATP como se fosse energia de uma bateria recarregável. A conversão de ADP em ATP adiciona energia, enquanto quase todos os outros processos celulares envolvem a quebra do ATP e tendem a descarregar energia. No corpo humano, uma molécula típica de ATP entra nas mitocôndrias para recarregar como ADP milhares de vezes por dia, de modo que a concentração de ATP em uma célula típica é cerca de 10 vezes maior que a de ADP. Os músculos esqueléticos requerem grandes quantidades de energia para o trabalho mecânico, de modo que as células musculares contêm mais mitocôndrias que as células de outros tipos de tecidos.