ATP üretimi, hücresel solunum süreci aracılığıyla gerçekleştirilir ve üç ana aşamada gerçekleşir: 1. Glikoliz: Glikozun piruvata parçalanması, sitoplazmada gerçekleşir ve bu aşamada küçük miktarda ATP ve NADH üretilir. 2. Krebs Döngüsü (Sitrik Asit Döngüsü): Mitokondriyal matriste meydana gelen bu döngü, asetil-CoA'yı metabolize eder ve NADH, FADH2 ve ATP üretir. 3. Elektron Taşıma Zinciri (ETC): Mitokondriyal iç zarda gerçekleşen bu aşamada, NADH ve FADH2'den elektronlar elektron taşıma zincirine aktarılır ve bu süreç, ATP sentaz enzimi tarafından ATP üretimini sağlar. Oksijenli solunum yapan canlılarda ATP sentezi, mitokondride oksidatif fosforilasyon yoluyla gerçekleşir.