ATP in mitohondriji sta bistvena za delovanje človeških celic. Telo za energijo uporablja adenozin trifosfat (ATP), mitohondriji pa so organeli, kjer se energija proizvaja v vsaki od teh celic. Natančneje, ATP se tvori v gubah notranje membrane mitohondrija. Več gub ali krist ima mitohnodrijska membrana, več ATP lahko proizvede.
Vsaka evkariontska celica ima enega ali več mitohondrijev, odvisno od namena celice in količine energije, ki jo celica na splošno potrebuje za delovanje. Vsak mitohondrij ima gladko zunanjo membrano in močno nagubano notranjo membrano. Notranja membrana drži verigo za transport elektronov, ki se uporablja pri celičnem dihanju. Celično dihanje je proces, ki kemično energijo, shranjeno v hrani, spremeni v energijo, ki jo telo lahko uporabi, in sicer ATP.
Pri ljudeh je transportna veriga elektronov zadnji korak v aerobnem celičnem dihanju. Vzbujen elektron se prenaša po verigi beljakovin, vgrajenih v notranjo membrano mitohondrija. Pri vsakem proteinu se sprosti nekaj energije in ta energija se porabi za dodajanje dodatne fosfatne skupine na adenozin difosfat (ADP) za izdelavo ene molekule ATP. Veriga za transport elektronov lahko proizvede do 34 molekul ATP na cikel, odvisno od vrste celice in okoljskih pogojev.
Količina ATP in mitohondrijev v celici je odvisna od njene funkcije. Celice, ki potrebujejo več energije, kot so mišične celice, imajo običajno več mitohondrijev kot nekatere druge celice. Poleg tega imajo ti mitohondriji več krist. Ker so kriste mesta za transportne verige elektronov, lahko celice z več mitohondriji in več krist proizvajajo več ATP. Spremembe kislosti ali temperature okolja lahko povzročijo, da se beljakovine, ki sestavljajo notranjo membrano mitohondrijev, razgrnejo in celica lahko izgubi nekaj svoje sposobnosti za proizvodnjo ATP.
Proizvodnja ATP v mitohondrijih je odvisna tudi od prisotnosti kisika. Kisik je končni akceptor elektronov v transportni verigi elektronov. Če ni na voljo dovolj kisika, se veriga za transport elektronov podpre in ne bo delovala pri proizvodnji ATP. Večina organizmov se v tem primeru podvrže fermentaciji, da proizvede minimalno količino ATP za nadaljevanje rednih telesnih funkcij. Dolgotrajna obdobja brez dovolj kisika lahko povzročijo trajne poškodbe različnih delov telesa zaradi pomanjkanja energije.
ATP sprosti energijo tako, da prekine vez, ki drži eno od treh fosfatnih skupin na adenozinu. Vsaka od teh vezi vsebuje veliko količino energije, ki jo telo lahko porabi. Če se sprosti fosfatna skupina, ATP postane molekula ADP. Še ena fosfatna skupina se lahko odlomi, da nastane adenozin monofosfat (AMP). AMP lahko pridobi fosfatno skupino za tvorbo ADP, in če dodamo še eno fosfatno skupino z uporabo energije iz verige za transport elektronov v mitohondrijih, ponovno postane ATP.