ATP i mitohondriji neophodni su za funkcioniranje ljudskih stanica. Tijelo koristi adenozin trifosfat (ATP) za energiju, a mitohondriji su organele gdje se energija proizvodi u svakoj od tih stanica. Točnije, ATP se stvara u naborima unutarnje membrane mitohondrija. Što više nabora ili krista ima mitohnodrijska membrana, to može proizvesti više ATP-a.
Svaka eukariotska stanica ima jedan ili više mitohondrija ovisno o namjeni stanice i o tome koliko energije stanica općenito treba za funkcioniranje. Svaki mitohondrij ima glatku vanjsku membranu i jako presavijenu unutarnju membranu. Unutarnja membrana drži lanac prijenosa elektrona koji se koristi u staničnom disanju. Stanično disanje je proces koji mijenja kemijsku energiju pohranjenu u hrani u energiju koja se može koristiti u tijelu, odnosno ATP.
Kod ljudi je lanac prijenosa elektrona posljednji korak u aerobnom staničnom disanju. Pobuđeni elektron se prenosi niz lanac proteina ugrađenih u unutarnju membranu mitohondrija. Na svakom proteinu oslobađa se nešto energije i ta energija se koristi za stavljanje dodatne fosfatne skupine na adenozin difosfat (ADP) kako bi se stvorila jedna ATP molekula. Lanac prijenosa elektrona može proizvesti do 34 ATP molekule po ciklusu, ovisno o vrsti stanice i uvjetima okoline.
Količina ATP-a i mitohondrija unutar stanice ovisi o njezinoj funkciji. Stanice koje zahtijevaju više energije, kao što su mišićne stanice, obično imaju više mitohondrija od nekih drugih stanica. Također, ti mitohondriji imaju više krista. Budući da su kriste mjesta za transportne lance elektrona, stanice s više mitohondrija i više krista mogu proizvesti više ATP-a. Promjene u kiselosti ili temperaturi okoline mogu uzrokovati da se proteini koji čine unutarnju membranu mitohondrija razvijaju i stanica može izgubiti dio svoje sposobnosti da proizvodi ATP.
Proizvodnja ATP-a u mitohondrijima također ovisi o prisutnosti kisika. Kisik je konačni akceptor elektrona u lancu prijenosa elektrona. Ako nema dovoljno kisika, lanac prijenosa elektrona se podupire i neće funkcionirati u proizvodnji ATP-a. Većina organizama u ovom slučaju prolazi kroz fermentaciju kako bi proizveli minimalnu količinu ATP-a za nastavak redovitih tjelesnih funkcija. Dulje razdoblje bez dovoljno kisika može uzrokovati trajna oštećenja različitih dijelova tijela zbog nedostatka energije.
ATP oslobađa energiju razbijanjem veze koja drži jednu od tri fosfatne skupine za adenozin. Svaka od tih veza sadrži veliku količinu energije koju tijelo može iskoristiti. Ako se fosfatna skupina oslobodi, ATP postaje molekula ADP. Još jedna fosfatna skupina može se odvojiti kako bi se dobio adenozin monofosfat (AMP). AMP može dobiti fosfatnu skupinu kako bi napravio ADP, a ako se doda druga fosfatna skupina koristeći energiju iz lanca prijenosa elektrona u mitohondrijima, ponovno postaje ATP.