。跨膜ATP酶需要ATP水解所产生的能量，因为这些酶需要做功：它们逆着热力学上更容易发生的方向来进行物质运输，换句话说，以膜为参照，它们可以将物质从低浓度的一边运送到高浓度的一边。这一过程被称为主动运输。
ATP合酶.三磷酸腺苷合酶是一类线粒体与叶绿体中的合成酶，它可以利用膜内外质子的浓度差作为能量源，将ADP与磷酸合成为ATP。ATP合酶这一作用正好与ATP酶相反。同时，ATP合酶也可以催化逆反应，即ATP的水解。因此，从某种意义上来说，ATP合酶也是一类ATP酶。