Le cellule non possono creare ATP dal nulla. Secondo la prima legge della termodinamica, la quantità totale di energia nell'universo rimane costante. Pertanto, dagli alimenti dietetici ingeriti e digeriti viene ricavata una potenziale energia che risiede all'interno delle cellule, nei legami chimici di composti organici (cioè contenenti carbonio) come il glucosio (uno zucchero semplice o un monosaccaride), glicogeno (uno zucchero complesso o un polisaccaride composto di centinaia o migliaia di molecole di glucosio immagazzinato nel fegato, muscoli e altri organi) e di acidi grassi (saturi o insaturi prodotti durante la degradazione dei trigliceridi). Quando questi composti vengono impiegati nei processi energetici, alcuni dei legami atomici si rompono o vengono riordinati, con la conseguente liberazione di energia dalla formazione dell'ATP. La molecola di ATP viene quindi utilizzata per funzioni cellulari come il rifornimento di energia per la contrazione muscolare, o per costruire altre molecole complesse (in combinazione con enzimi), o per generare messaggi elettrochimici nei nervi, trasportare sostanze attraverso le membrane cellulari e alimentare ogni attività nella cellula.