W przekaźnictwie sygnałów ATP bierze udział jako substrat dla kinaz fosforylujących białka i lipidy, na przykład cyklazy adenylanowej, przekształcającej ATP w drugi przekaźnik, cykliczny AMP (cAMP). Stosunek pomiędzy ATP i AMP jest używany przez komórkę jako wskaźnik ilości posiadanej energii, co pozwala kontrolować produkcję i konsumpcję ATP. Oprócz tego ATP jest włączany przez polimerazy w kwasy nukleinowe podczas transkrypcji.
Pokrewny związek, deoksyadenozyno-5′-trifosforan (dATP), wykorzystywany podczas biosyntezy syntezy DNA, zamiast rybozy zawiera deoksyrybozę. Występowanie rybozy w tak ważnej dla procesów życiowych cząsteczce jest uważane za relikt świata RNA.
Budowa, właściwości fizyczne i chemiczne thumb|290px|Schemat cząsteczki ATP: adenina, ryboza, P – fosforan, x - wiązanie wysokoenergetyczne Cząsteczka ATP zbudowana jest z adenozyny, w skład której wchodzi zasada purynowa – adenina – połączona wiązaniem N-glikozydowym z anomerycznym atomem węgla D-rybozy (węgiel 1′), której ostatni atom węgla (w pozycji 5′) jest z kolei ufosforylowany przez grupę trifosforanową.