ATP çeşitli yollarla sentezlenebilir. Aerobik solunum yapan canlılarda ATP sentezi; oksijen varlığında ökaryot hücrelerde mitokondride, prokaryot hücrelerde ise mezozomda oksidatif fosforilasyon yoluyla gerçekleşir. Anaerobik solunum (oksijensiz solunum) yapan canlılarda ise ATP sentezi fermantasyon yoluyla olur.