В організмі АТФ синтезується шляхом фосфорилювання АДФ: АДФ+H₃PO₄ + Енергія → АТФ + H₂O.

АТФ утворюється у мітохондріях (це маленькі структурні компоненти будь-якої клітини, мітохондрія має власну ДНК!, як і ядро ​​клітини!!, це високоорганізована структура).

Відомо що синтез АТФ пов'язаний з біологічним окисленням речовин у нашому організмі, переважно у мітохондріях. А саме із процесом клітинного дихання.

Місцем синтезу АТФ у клітинах рослин є мітохондрії, в яких відбувається клітинне дихання, та хлоропласти, в яких АТФ утворюється у світловій фазі ( ). В апараті Гольджі сортуються білки, а синтезуються там деякі вуглеводи (олігосахариди), але не АТФ ( ).