As células capturam a energia liberada pela respiração celular em trifosfato de adenosina, comumente abreviado como ATP. ATP é a principal moeda de energia de todas as células, ou a molécula que carrega a energia necessária para todas as reações químicas a célula atua.
O ATP é gerado durante vários estágios da respiração celular, incluindo a glicólise e a seguinte oxidação do piruvato. A glicólise ocorre no citosol, o fluido que preenche a célula, enquanto o restante da respiração celular ocorre em organelas conhecidas como mitocôndrias. A glicólise é a separação de açúcares com seis átomos de carbono cada em duas moléculas de piruvato com três átomos de carbono cada. A maior produção de energia ocorre na mitocôndria e na oxigenação do piruvato.
As mitocôndrias possuem membranas internas que são essenciais para a produção de energia por meio da oxidação do piruvato. Estes, combinados com enzimas em seu fluido interno, fazem com que o piruvato passe por uma série de reações químicas, liberando energia na forma de ATP a cada etapa. Conforme o processo continua, o dióxido de carbono é liberado junto com o excesso de íons de hidrogênio. Estas são realizadas por uma série de reações conhecidas como cadeia de transporte de elétrons até se combinarem com o oxigênio, que produz moléculas de água. A cadeia de transporte de elétrons usa parte do potencial de 38 moléculas de ATP que a respiração celular poderia gerar, então o ganho líquido é geralmente mais próximo de 30 moléculas de ATP.
