ATP可通过多种细胞途径产生.最典型的如在线粒体中通过氧化磷酸化由ATP合成酶合成,或者在植物的叶绿体中通过光合作用合成,或细胞质基质.ATP合成的主要能源为葡萄糖和脂肪酸.
此外无氧呼吸也可以产生ATP,其第一步与有氧呼吸相同,第二步为前一步产生的2分子丙酮酸与4个还原性氢的作用下产生2分子乳酸（C3H6O3)或者产生2分子酒精和2分子二氧化碳,这一过程不释放能量,可见无氧呼吸中大多数能量都保存在有机物中而浪费.

在植物的叶绿体中通过光合作用合成的ATP一般不参与叶绿体外的生命活动.ATP在植物细胞中主要在叶绿体类囊体膜上合成,产生于光反应阶段,用于暗反应中的C3化合物的还原过程,然后分解为ADP与Pi,产物又回到类囊体膜上继续合成ATP,形成循环过程,为光合作用提供能量.
在植物中无水生成,无氧呼吸中在动物体内有水生成,有氧呼吸有水生成.