活细胞会通过唿吸作用维持ATP的浓度在ADP的五倍左右。在这种条件下，ATP水解提供的能量足以供其合成代谢所需。
生物合成.在细胞中ATP的莫耳浓度通常是1-10mM。ATP可通过多种细胞途径产生。最典型的如在粒线体中通过氧化磷酸化由三磷酸腺苷合酶合成，或者在植物的叶绿体中通过光合作用合成。ATP合成的主要能源爲葡萄糖和脂肪酸。每分子葡萄糖先在细胞质基质中产生2分子丙酮酸同时产生2分子ATP，最终在粒线体中通过三羧酸循环（或称柠檬酸循环）产生最多38分子ATP。脂肪酸氧化分解进入