ATP blir brukt som et substrat i signaltransduksjonsveiene av kinaser som fosforylerer proteiner og lipider, samt av adenylat syklase, som bruker ATP til å produsere det sekundære budbringermolekylet syklisk AMP. Forholdet mellom ATP og AMP brukes av en celle til å oppfatte hvor mye energi som er tilgjengelig og kontrollere de metabolske veiene som produserer og forbruker ATP etter behov. I tillegg til sin rolle i energimetabolismen og signalisering, blir også ATP inkorporert i nukleinsyrer av polymeraser under DNA-replikasjon -og transkripsjon.